در سال های اخیر، تحقیقات زیادی در زمینه استفاده از فرایند مکانوشیمیایی برای سنتز مواد پیشرفته صورت گرفته است. در این تحقیق، نانوکامپوزیت Al2O3-TiN به روش مکانوشیمیایی و با استفاده از ماده ارزان قیمت TiO2 (به جای تیتانیوم خالص که خیلی گران است) تولید شد. از پودرهای اکسید تیتانیوم و آلومینیوم به عنوان مواد اولیه استفاده شد. آسیابکاری در آتمسفر نیتروژن با فشار 5 آتمسفر انجام شد و محصولات به دست آمده با پراش اشعه ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج حاصل از آسیابکاری نشان داد در اولین مرحله از فرایند سنتز، اکسید تیتانیوم با آلومینیوم احیا می شود و در ادامه فرایند، تیتانیوم تولیدی با نیتروژن واکنش انجام می دهد. هنگامی که نسبت مولی آلومینیوم به اکسید تیتانیوم برابر 2.1 و 3.1 باشد، پس از 20 ساعت آسیابکاری، قله های نیترید تیتانیوم در نتایج XRD نمایان می شود. همچنین نتایج نشان داد آسیابکاری منجر به تشکیل ذرات ریز و کروی می شود.

در تحقیق حاضر با بکارگیری فرآیند همزن اصطکاکی بر زیر لایه تیتانیوم خالص تجاری، نانوکامپوزیت های تیتانیوم-آلومینا ایجاد گردید. به این منظور پودرهای آلومینا با اندازه های 20 و 80 نانومتر به صورت مجزا در داخل شکاف تعبیه شده بر سطح ورق های زیرلایه قرار گرفت و ابزار چرخان از میان آنها عبور داده شد. با تغییر ابعاد شکاف، کامپوزیت هایی با مقادیر مختلف کسر حجمی نانوذرات آلومینا در محدوده 1.8 تا 5.7 درصد تشکیل گردید. بررسی های ریزساختاری به کمک میکروسکوپ های نوری و الکترونی عبوری مشخص کرد که مهمترین عامل تعیین کننده اندازه دانه های زمینه، فاصله نانوذرات تقویت کننده از یکدیگر و یا به عبارتی اندازه، کسر حجمی و نحوه توزیع آنها است. همچنین نتایج حاصل از آزمون های کشش و سختی سنجی به همراه بررسی مشخصه های ریزساختاری مشخص نمود که علاوه بر حضور ذرات سخت در زمینه، کاهش اندازه دانه زمینه و برهمکنش ذرات با ناپیوستگی های میکروسکوپی و ذاتی ریزساختار از قبیل مرز دانه ها و نابجایی ها موجب بهبود چشمگیر خواص مکانیکی شده است.

در این پژوهش، برای اولین بار از نانوکامپوزیت هیدروکسی آپاتیت به همراه آلومینا و زیرکونیا به عنوان پوشش بر تیتانیوم استفاده گردید. دو نوع پایه تیتانیوم خالص با درصد ناخالصی آهن متفاوت به عنوان پایه انتخاب شد و پس از آماده سازی با سل هیدروکسی - آپاتیت - آلومینا - زیرکونیا پوشش داده شدند. روش پوشش دهی سل - ژل به دو صورت غوطه وری (Dip-coating) و چرخشی (Spin-coating) بر روی نمونه ها اعمال گردید. انتخاب این روش به دلیل ارزان بودن و قابلیت پوشش دهی انواع نمونه ها بوده است. با مقایسه پوشش های بدست آمده مشاهده شد که در روش Dip-coating، ترک کمتر و ساختار پوشش یکنواخت تر است. البته پوشش حاصل از روش Spin-coating نیز تقریبا یکنواخت است اما ترک های بیشتری در آن مشاهده می شود. فرآیند پوشش دهی در سه مرحله انجام شد که در بین سه مرحله کار، در مرحله 2 از نظر همگنی پوشش در تمام قسمت ها و تعداد ترک ها، پوشش های بهتری بدست آمد. به نظر می رسد که استفاده از پایه دارای ناخالصی آهن کمتر در هر شرایطی پوشش های همگن تری را بوجود آورده است. افزایش زمان پیرسازی سل و دمای کلسیناسیون پوشش نیز تاثیر مشخصی بر نتیجه کار داشته و کیفیت پوشش های حاصل را افزایش داده است. هدف از انجام این پژوهش بررسی این پوشش ها برای استفاده به عنوان پوشش بر روی ایمپلنت های دندانی تیتانیومی بوده است. بعلاوه با توجه به این نکته که ایمپلنت گذاری خود یک جراحی پرهزینه است، از مواد اولیه ارزان جهت پوشش دهی استفاده شده است.

مقدمه: با توجه به ازدیاد روز افزون تعداد بیماران مبتلا به سرطان در جهان، معرفی روش های جدید درمانی و همچنین افزایش اثربخشی و کاهش عوارض جانبی روش های مرسوم ضرورت دارد. در همین راستا هدف از انجام این پژوهش سنتز نانو کامپوزیت کربن نیترید گرافیتی-هماتیت به روشی ساده و ارزان برای درمان سرطان از طریق گرما درمانی و نورپویا درمانی همزمان است. روش بررسی: نانو کامپوزیت نیترید کربن گرافیتی-هماتیت (g-C3N4/Fe2O3) به روش هیدروترمال سنتز شد. مشخصه یابی محصول توسط آزمون پراش پرتوی ایکس (XRD)، تصویر برداری با میکروسکوب الکترونی روبشی (SEM)، آزمون مغناطیس-سنجی (VSM)، طیف سنجی جذبی امواج مرئی-فرابنفش و طیف سنجی فوتولومینسانس (PL Spectra)انجام شد. امکان گرما دهی نانوکامپوزیت با روش مغناطیسی و همچنین امکان استفاده از نانوکامپوزیت در روش نورپویا درمانی (PDT) برای درمان سرطان بررسی شد. یافته ها: آزمون VSM قابلیت مغناطیسی برای هدایت نانو کامپوزیت به داخل تومور با اعمال یک میدان مغناطیسی خارجی را نشان داد. تغییرات دما بر حسب زمان در حضور میدان مغناطیسی بررسی شد و مشاهده شدکه نانوکامپوزیت سنتز شده در این پژوهش می تواند در درمان سرطان به روش گرما درمانی مغناطیسی مورد استفاده قرار گیرد. همچنین با مطالعه ی رفتار نوری نانوکامپوزیت نشان داده شد که از نانو کامپوزیت سنتز شده در این پژوهش نیز می توان در روش نورپویا درمانی به طور مؤثری استفاده کرد. نتیجه گیری: با توجه به نتایج پژوهش، نانو کامپوزیت نیترید کربن گرافیتی-هماتیت به عنوان ماده ای با امکان هدایت به بافت سرطانی توسط میدان مغناطیسی و همچنین امکان درمان سرطان با تلفیق دو روش گرما درمانی مغناطیسی و نورپویا درمانی معرفی شد.

در سالهای اخیر، تحقیقات زیادی در زمینه استفاده از فرآیند آلیاژسازی مکانیکی و سنتز احترقی برای سنتز مواد پیشرفته صورت گرفته است. در این تحقیق، کامپوزیت Al2O3-TiN به روش آلیاژسازی مکانیکی و سنتز احترقی تولید گردید. از پودرهای اکسید تیتانیوم و آلومینیوم به عنوان مواد اولیه استفاده شد. آسیابکاریدر اتمسفر نیتروژن با فشار 5 اتمسفر انجام شد. احتراق نیز در کوره لولهای تحت آتمسفر نیتروژن صورت گرفت. نتایج حاصل از آلیاژسازی مکانیکی نشان داد در اولین مرحله از فرآیند سنتز، اکسید تیتانیوم به وسیله آلومینیوم احیاء می شود و در ادامه فرآیند، تیتانیوم تولیدی با نیتروژن واکنش انجام می دهد. هنگامی که نسبت مولی آلومینیوم به اکسید تیتانیوم برابر 2/1 و 3/1 باشد، پس از 20 ساعت آسیابکاری، پیکهای نیترید تیتانیوم در نتایج XRD نمایان میشود. همچنین، نتایج گرفته شده از آزمایشات سنتز احتراقی، نشان دهنده این مطلب میباشد که پودرهای اکسید تیتانیوم و آلومینیوم در دمای 900 درجه سانتیگراد محترق شده و نیترید تیتانیوم تشکیل شده است.

تف جوشی نانوکامپوزیت Al2O3-TiB2 سنتز شده به روش مکانوشیمیایی بمنظور بهبود خواص آن مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور، ابتدا مواد اولیه شامل پودر آلومینیوم (Al)، اکسیدتیتانیوم(TiO2)  و اکسیدبور(B2O3)  با نسبت استوکیومتری مخلوط شده و در دمای محیط، در اتمسفر خنثی و در زمان های 2.5، 6 و 10 ساعت آسیاب شدند.آنالیز پراش پرتو ایکس (XRD) بمنظور تعیین نوع فازهای تشکیل شده و اندازه دانه های کریستالی مورد استفاده قرار گرفت. در ادامه جهت بررسی رفتار تف جوشی نانوکامپوزیت آلومینا - دی بوراید تیتانیوم و آماده سازی بدنه با چگالی بالا، پودرهای تهیه شده در فشار700MP  پرس و مقادیر چگالی و تخلخل اندازه گیری شدند. سپس نمونه ها داخل کوره در اتمسفر خنثی در دماهای 1100 تا 1400oC و زمان های 1 تا 4 ساعت تف جوشی شدند. در نهایت، خواص نهایی قطعه از جمله استحکام فشاری، سختی و چگالی در جهت بهینه سازی دما و زمان تف جوشی مورد بررسی قرار گرفت. هم چنین، ریخت شناسی و اندازه ذرات با استفاده از میکروسکوپ الکترون روبشی (SEM) بررسی شد. نتایج بدست آمده نشان دادند که تف جوشی در دمای 1400oC به گونه کامل انجام گرفته است. در این دما، نمونه دارای بیش ترین مقدار چگالی (3.8g/cm3) همچنین، دارای سختی 927 HV و استحکام فشاری 500MPa می باشد.

هدف از این تحقیق، ارتباط ریزساختار نانوکامپوزیت دارای ماتریس آلومینا و حاوی 1، 3 و 5 درصد حجمی نانوذرات زیرکونیا با خواص مکانیکی و مقاومت سایشی این نوع کامپوزیت ها است. آنالیز میکروساختاری تاثیر ذرات زیرکونیا را در ماتریس آلومینا بر رشد دانه و بهبود خواص نشان داد، بدین صورت که بالای %8 برای ریزسختی، %11 برای استحکام پیچشی و %23 برای مقاومت سایشی نانوکامپوزیت های حاوی %5 حجمی ذرات نسبت به نانوکامپوزیت بدون آلومینا می شود.