نانو مواد سرامیکی
فناوری نانو یکی از اولویتهای اصلی پژوهش کشور میباشد که از شاخه‌های آن میتوان به نانومواد اشاره کرد. با توجه به کاربرد نانو مواد در صنایع مختلف از جمله پتروشیمی، خودرو، محیط زیست و ...، میتوان از آن به عنوان یکی از پایه‌های نانوتکنولوژی نام برد که پیشرفت در این فناوری اثرات قابل توجهی بر روی صنایع مختلف دارد. گروه پژوهشی نانومواد سرامیکی از سال 1389 فعالیت خود را در راستای اولویتهای پژوهشی نانوفناوری کشور آغاز نموده و در سال 1394 موفق به اخذ موافقت قطعی از دفتر مرکزی گردید. نانومواد به خاطر داشتن ویژگیهای الکتریکی، کاتالیستی، نوری و مغناطیسی منحصر به فرد که ناشی از اندازه، ساختار و شکل آنها است، در فناوری‌ها و صنایع مختلف کاربرد دارد. نانومواد سرامیکی و نانوکامپوزیتها از زمینههای تخصصی گروه پژوهشی نانومواد سرامیکی هستند.
نانوفناوری یک دانش میان‌رشته‌ای است و به رشته‌هایی چون مهندسی مواد، فیزیک کاربردی، ابزارهای نیم رسانا، شیمی ابرمولکول و حتی مهندسی مکانیک، مهندسی برق و مهندسی شیمی نیز مربوط میشود. یکی از محورهای شاخص علم نانو، نانو مواد سرامیکی میباشد که خواص منحصر به فرد و مطلوب آنها میتواند برای بسیاری از صنایع مفید و کاربردی باشد. زمینه اصلی گروه، ساخت نانوسرامیک ها و کاربرد های مختلف آن در صنایع در راستای اهداف گروه پژوهشی سرامیک صنعتی می باشد. نانوکامپوزیتهای سرامیکی به موادی (معمولاً جامد) گفته میشود که قسمتی از آن را مواد غیرفلزی و غیرآلی تشکیل میدهد. سرامیکها خواص بسیار خوبی نظیر مقاومت حرارتی بالا، پایداری شیمیایی خوب و استحکام مکانیکی مناسبی دارند، اما به دلیل پیوندهای یونی و کووالانس موجود در سرامیکها چقرمگی شکست آنها پایین است و تغییر شکل پلاستیک این مواد محدود میباشد. به منظور رفع این مشکل با اضافه کردن و جداسازی الیاف و ذرات مناسب، میتوان چقرمگی شکست را بالا برد. اگر این تقویت کنندهها ابعاد نانومتری داشته باشند بالاترین چقرمگی شکست به دست میآید. در مبحث نانومواد، نانوکامپوزیتها از جایگاه ویژهای برخوردار هستند. با توزیع ذرات و الیاف درون ماده پایه خصوصیاتی نظیر استحکام، سختی، خواص تربیولوژیکی و تخلخل تغییر میکند. ماده پایه میتواند ذرات را به گونهای از هم جدا نگه دارد که رشد ترک به تأخیر افتد. به علاوه اجزاء نانوکامپوزیتها بر اثر برهمکنش سطحی بین ماده پایه و مواد پرکننده، از خواص بهتری برخوردار میشوند. نوع و میزان برهمکنشها نقش مهمی در خواص مختلف نانوکامپوزیتها همچون حلالیت، خواص نوری، خواص الکتریکی و مکانیکی آنها دارد.
اهداف کلی گروه پژوهشی نانومواد سرامیکی:
- انجام پروژه و طرحهای بنیادی و کاربردی در زمینههای مرتبط با نانومواد،
- دستیابی به فناوری و دانش فنی تولید نانو مواد قابل استفاده در زمینههای مختلف،
- انتقال دانش به کارگیری نانو مواد و فراورش آنها جهت استفاده در تولید محصولات و ابزاهای با خواص و ویژگیهای مهندسی خاص،
- تدوین دانش فنی تولید نانوالیاف سرامیکی، نانوفیلترها، پوششهای کامپوزیتی مقاوم به خوردگی، کامپوزیتهای مقاوم به اشتعال و نانوکامپوزیتهای سرامیکی در رنگهای حفاظتی.
زمینه های اصلی فعالیت گروه پژوهشی نانومواد سرامیکی:
- نانومواد سرامیکی،
- نانوکامپوزیتها.
توانمندی های گروه پژوهشی نانومواد سرامیکی:
- انجام پروژه‌های تحقیقاتی در زمینه نانو مواد مورد نیاز صنایع،
- تحقیق بر روی نانو دیرگدازها، نانوکامپوزیت، نانوذرات سرامیکی،
- ارائه خدمات مشاوره‌ای به بخش خصوصی فعال در بخش نانومواد،
- مشاوره در تجهیز آزمایشگاه‌های تخصصی،
- مشاوره به بنگاه‌ها در یادگیری و جذب کامل دانش فنی استفاده از نانوتکنولوژی،
- مشاوره در اخذ استانداردهای محصولات نانوتکنولوژی.
طرح های شاخص گروه پژوهشی نانومواد سرامیکی:
- بررسی روش‌های استفاده از فن‌آوری نانو در بهبود کیفیت مواد دیرگداز،
- تحقیق و بررسی تولید باریم از نانو پودر کانی باریت به روش احیا– لیچینگ،
- تولید نانو کامپوزیت Al-SiCp به روش افزودن پودرهای کامپوزیتی به مذاب Al،
- ساخت نانوکامپوزیت WC-Ni به روشSHS،
- تحقیق و بررسی بر روی انواع پایه نانوکاتالیست‌های سرامیکی،
- تدوین دانش فنی تولید نانو اکسید آلومینیوم جهت استفاده از ساینده‌ها،
- تدوین دانش فنی ریختهگری ژلی جهت ساخت قطعات متخلخل آلومینایی،
- جایگاه سیمانهای گلاس آینومر در پزشکی نوین،
- ساخت پوششهای کامپوزیتی مقاوم به خوردگی،
- سنتز و بررسی خواص مکانیکی و فیزیکی کامپوزیت پلی لاکتیک گلایکولیک اسید– مرونیت جهت استفاده در مهندسی بافت استخوان،
- تدوین دانش فنی تولید نانوالیاف آلومینا به روش الکتروریسی،
- تدوین دانش فنی سنتز اولترافیلتر نانو اکسید تیتانیوم بر پایه آلومینا،
- فناوری تولید پودر میکرونی و ساب میکرونی (نانو) ماده معدنی هونتیت در مقیاس پایلوت جهت کاربردهای نوین آن به عنوان ماده کندسوز،
- تدوین دانش فنی تولید نانوالیاف آلومینا به روش الکتروریسی،
- تدوین دانش فنی ساخت پوششهای کامپوزیتی پلیمر- نانوذرات سرامیکی بر روی فولاد.
- تولید رنگهای گیاهی پرمصرف وارداتی از گیاهان بومی و پسماندهای گیاهی برای مصرف در صنایع فرش، گلیم و نساجی.
- سنتز نانومواد مغناطیسی پایه زئولیتی جهت استفاده در فیلترهای سرامیکی برای حذف فلزات سنگین.
- دستیابی به روش تهیه و فرمولاسیون رنگینههای سرامیکی قابل استفاده در دستگاه رنگ دیجیتال (در مقیاس بنچ)
- دستیابی به روش فنی تولید ترکیبات زئولیتی نوع 13X و 4A مورد استفاده در صنایع شیمیایی در مقیاس بنچ
- دانش فنی ساخت پوششهای سرامیکی جهت افزایش مقاوم به سایش و خوردگی قطعات فولادی