موضــوع تحقیــق: غشاها و فرایندهای غشایی در دهه های اخیر به عنوان فناوری های مهمی در صنعت، به ویژه در زمینه هایی مانند تصفیه آب، نفت، جداسازی گازها و نمک زدایی شناخته شده اند. از میان غشاها، غشاهای سرامیکی به دلیل ویژگی هایی نظیر مقاومت مکانیکی، شیمیایی و حرارتی بالا، تخلخل مناسب و شار عبوری زیاد، به طور فزاینده ای مورد توجه صنایع و محققان قرار گرفته اند. هدف این تحقیق، بررسی ویژگی های تعلیقی سرامیکی آلومینایی است که برای تولید غشاهای سرامیکی به روش قالب ریزی ژل استفاده می شود. روش تحقیــق: این پژوهش بر ارزیابی تأثیر ترکیبات پلی ساکاریدی به عنوان افزودنی های آلی و پیونددهنده در ساخت غشاهای سرامیکی متمرکز است. به منظور دستیابی به ریزساختارهای بهینه، مطالعه حاضر پارامترهای رئولوژی و شیمی-رئولوژی تعلیقی های پودر سرامیکی آلومینا-پلی ساکاریدرها مورد بررسی قرار می دهد. تأثیر عوامل مختلفی از جمله دما، حضور یا عدم حضور پودر سرامیکی، ترکیب درصد اتصال دهنده عرضی و درصد افزودنی آلی تحت عنوان پیونددهنده بر زمان ژل شدن نیز ارزیابی شده است. ضمنا ریزساختار غشاهای نهایی با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایــج اصلــی: این تحقیق نشان داد که تعلیقی تشکیل شده از پودر آلومینا، پلی ساکارید و اتصال دهنده عرضی آلدهیدی از نظر قابلیت شکل دهی، گزینه ای مناسب برای تولید قطعات سرامیکی پیچیده و مقاوم است. تحلیل­ها نشان داد که این سامانه با بار حجمی بالای 30 درصدی پودر سرامیکی با افزایش 5-10 درجه­ای دما و افزایش 2-3 برابری مقادیر پلی ساکارید به عنوان پیونددهنده و اتصال دهنده عرضی آلدهیدی به طور معناداری زمان ژل شدن را کاهش می دهد. این یافته ها بر اهمیت کنترل دقیق پارامترهایی مانند دما و غلظت مواد افزودنی در بار حجمی پودر سرامیکی مشخص تأکید دارد.

سابقه و هدف: امروزه کاربرد نانوالیاف سلولزی برای ساخت محصولات مختلف از جمله کاغذ و مقوا، به شدت مورد تحقیق و پژوهش قرار گرفته است. نانوالیاف سلولزی از خمیرکاغذ حاصل از منابع لیگنوسلولزی مختلف و با روش های متنوعی ساخته می شود. کیفیت این مواد می تواند با روش های مختلفی مورد ارزیابی قرار گیرد. در این میان، شاخص های رئولوژی نانوالیاف سلولزی یکی از ساده ترین و کم هزینه ترین روش ها برای پیش بینی عملکرد آنها در صورت استفاده برای ساخت کاغذ و مقوا محسوب می شود. در این مطالعه، به طور مشخص بر روابط بین شاخص های رئولوژی نانوالیاف سلولزی بر خصوصیات نهایی محصولات کاغذی پرداخته می شود. مواد و روش ها: در این مقاله، به دسته بندی مواد از لحاظ علوم رئولوژی پرداخته شد و جایگاه نانوالیاف سلولزی در بین آنها مشخص شد. سپس ضمن معرفی شاخص های مهم رئولوژی نانوالیاف سلولزی مثل نقطه تسلیم، ضریب میرایی، مدول ذخیره و مدول اتلاف و کرنش بحرانی، با ارائه مواردی از نتایج اندازه گیری شاخص های رئولوژی نانوالیاف سلولزی ارتباط آنها برای تعیین قابلیت تقویت کنندگی شاخص های کششی و ترکیدگی محصولات کاغذ و مقوا مورد بررسی قرار گرفت. یافته ها: مقادیر مدول ذخیره، به عنوان حساس ترین پارامتر در سنجش های ویسکوالاستیکی، هر چه نسبت به مدول اتلاف بیشتر باشد نشان از قابلیت ویسکوالاستیکی با گرایش الاستیک بیشتر می باشد که در مورد نانوالیاف سلولزی در صورتی که نسبت مقدار مدول ذخیره حدود 4 برابر مدول اتلاف در غلظت های یکسان برسد دلالت بر ویسکوالاستیک بودن ماده با میزان الاستیسیته قابل توجه است. در صورتی که مقدار ضریب میرائی برای ژل نانوالیاف سلولزی کم تر از 3/0 بدست آید نشان دهنده کشسان بودن زیاد این ژل ها با اجزایی در مقیاس نانومتر می باشد که این خصوصیات دلالت بر وجود ساختار درهم فرورفته شبکه ای نانوالیاف سلولزی و در نتیجه قابلیت تقویتی بیشتر برای کاربردهای مختلف از جمله تقویت استحکام کاغذ و مقوا است. کرنش بحرانی در مورد رفتار رئولوژی نانوالیاف سلولزی، تقریبا مستقل از درصد خشکی آن ظاهر می شود که دلالت بر پایداری خصوصیات ویسکوالاستیکی این ژل ها است. ژل های نانوالیاف تولیدی غلیظ و رقیق شده دارای رابطه نمایی با توان 3 با درصد خشکی می باشند. رابطه نمایی با توان 3 بین مدول و درصد خشکی، به عنوان یکی از معیارهای دست یابی به ژل نانوالیاف سلولزی در مقیاس نانومتری می باشد. نتیجه گیری: در مجموع ژل نانوالیاف سلولزی جز سیال های ویسکوالاستیک و تیسکوتروپیک محسوب می شود که در استفاده برای تولید کاغذ و مقوا هر میزان شاخص های الاستیک بیشتری داشته باشد نشان دهنده نانوالیاف با ضریب لاغری بیشتری است که می تواند نقش بهتری برای بهبود خواص استحکامی محصولات کاغذ و مقوا ایفاء کند. بنابراین هنگام تولید برای پیش بینی دستیابی به ژل نانوالیاف سلولزی در مقیاس نانو، می توان از ارزیابی ارزان قیمت تعیین شاخص های رئولوژی نانوالیاف سلولزی به جای تهیه تصاویر الکترونی گران قیمت استفاده نمود و حتی در قیاس دو نوع نانوالیاف سلولزی، با ارزیابی خواص رئولوژی آنها عملکردشان را برای تقویت کاغذ و مقوا پیش بینی نمود.

در این مقاله، که بخشی از پروژه تحقیقاتی انجام شده در خصوص دوغابها و پسابهای معدنی است، به بررسی رفتار رئولوژی دوغابهای غلیظ شده همگن پرداخته می شود. شناخت کامل رفتار رئولوژی سیال، نقش اساسی و کلیدی در بررسی حرکت سیال در جریانهای روباز یا تحت فشار دارد. پارامترهای اساسی جریان، نظیر عدد فرود و عدد رینولدز جریان، بیانگر خصوصیات و ویژگیهای هیدرولیکی جریان سیال می باشند که به طور مستقیم یا غیرمستقیم تابعی از رئولوژی سیال بوده و بدون در دست داشتن رفتار رئولوژی سیال، محاسبه این پارامترها و تحلیل جریان میسر نیست. به منظور بررسی رفتار رئولوژی این گونه سیالات، نمونه های متعددی از دوغابهای حاصل از فرآیند معدنکاری در معادن عمده مس کشور، شامل معدن مس سرچشمه، معدن مس سونگون و معدن مس میدوک و همچنین یک معدن طلا در شهر Peak ایالت NSW کشور استرالیا با غلظتهای مختلف تهیه شده که رفتار رئولوژی این دوغابها بررسی شده است. غلظتهای در نظر گرفته شده برای دو غابها با توجه به محدوده معمول غلظت دوغاب در معادن، بین 45% تا 70% (درصد وزنی جامد)، انتخاب شده است. ذرات جامد موجود در این دوغابها بر حسب نوع خردایش (Crushing) به کار رفته در خط تولید واحد معدنی دارای قطر متوسط 11mm (D50) تا 47mm می باشند که منحنی دانه بندی این ذرات برای هر نمونه توسط دستگاه اندازه گیری قطر (Lazer Sizer) به دست آمده است. تمامی آزمایشها در آزمایشگاه رئولوژی و فرآوری مواد دانشگاه (RMIT) واقع در شهر ملبورن استرالیا انجام شده است. نتایج حاصل در تمامی موارد موید رفتار غیر نیوتنی این دوغابها در برابر اعمال تنش برشی است. مدلهای مختلف ارایه شده از طرف محققان برای رفتار غیرنیوتنی سیالات بررسی شده و منطبق ترین مدل با رفتار غیرنیوتنی دوغابهای معدنی تعیین شده است.

ته نشینی و تشکیل توده سخت ذرات مغناطیسی، پاسخ سیال مگنتورئولوژیکال به میدان مغناطیسی را محدود می کند و می تواند منجر به خرابی دستگاه دربردارنده سیال مگنتورئولوژیکال شود؛ لذاهمواره بررسی بیشتر روش های کاهش ته نشینی و عوامل موثر بر آن به منظور گسترش کاربرد سیالات مگنتورئولوژیکال مورد توجه بوده است. در این مقاله به بررسی برخی پارامترهای موثر بر روی پایداری سیالات مگنتورئولوژیکال پرداخته شده است. به این منظور در ابتدا نمونه های سیال موردنظر ساخته شده و میزان تاثیر عوامل مختلفی شامل اثر نوع سیال حامل، غلظت ذرات و روش های اختلاط سیال مگنتورئولوژیکال بر پایداری آن بررسی گردیده است و اهمیت هریک از این عوامل با استفاده از الگوریتم تاگوچی تعیین و نمونه سیال پایدار برای استفاده در میراگرهای مگنتورئولوژیکال انتخاب شده است. پس ازآن با بررسی رفتار رئولوژیکال بهترین نمونه (از دیدگاه ترکیب پایداری و لزجت در حالت بدون میدان)، رابطه ای برای تنش تسلیم در میدان های مغناطیسی مختلف ارائه شده است. این مدل بر پایه روابط موجود برای تنش تسلیم و برازش مدل هرشل- باکلی با داده های آزمایشگاهی استخراج گردیده است. نتایج نشان می دهد پایدارترین نمونه پس از 168 ساعت دارای 7% ته نشینی است.این نمونه متشکل از روغن سیلیکون و 70% وزنی پودر آهن با روش اختلاط همزن مکانیکی است. افزودن مقدار 3% وزنی اسید استئاریک به سیال حامل به منظور افزایش پایداری سبب افزایش شدید لزجت سیال حامل تا 39 برابر شده است. بااین وجود، نمونه بهینه اثر مگنتورئولوژیکال قابل قبولی را نشان می دهد به طوری که در میدان مغناطیسی 146 KA/m دارای تنش تسلیمی برابر با 15 KPa است.