معرفی برخی دستگاهها در processing پلیمرها

[Amitis]

دستگاه xrdچیست

آنالیز به روش XRD :

شناخت مواد معدني :

اولين چيزي كه در شناخت مواد معدني مطرح مي شود خصوصيات فيزيكي ماده معدني است كه از قبيل رنگ ماده معدني ، رنگ خاكه ، شفافيت ، جلا، وزن مخصوص ، سختي، نوع شكستگي و بعضي واكنشهاي شيميايي است اما كار زماني مشكل مي شود كه مواد معدني خالص نيستند و اين خصوصيات را بطور آشكار از خود نشان نمي دهند واندكي ناخالصي به هر رنگي مشاهده مي گردد. اينجاست كه بايد از ابزار دقيق اندازه گيري استفاده شود ولي با چه ابزاري و چه فاكتوري را اندازه بگيريم !
اگر به عكس يك كاني در زير يك ميكروسكوپ الكتروني توجه شود .

مي توان صفحاتي را در آن مشخص كرد كه اين صفحات سطوح اتمي موجود درآن مينرال مي باشد. اين سطوح در اثر منظم قرار گرفتن اتمها در شبكه هاي تبلور بوجود مي آيد . كه فاصله اين صفحات در مورد يك كاني خاص از يكديگر هميشه يك عدد ثابت است كه برابر واحد سلولي آن كاني مي باشد كه مثلاً براي هاليت اندازه اين واحد سلولي 2.823 انگستروم مي باشد . در واقع با XRD فاصله بين اين سطوح اتمي اندازه گيري مي شود مثلاً اگر در اين اندازه گيري ها عدد 1.931 اندازه گيري شود در واقع مربوط به مينرال فلوريت (نوعی کانی) مي باشد .

بنابراين XRD ابزار اندازه گيري فاصله بين سطوح اتمي مي باشد .


مراحل انجام آزمايش XRD براي يك ماده معدني به شرح زير است :
براي اين كار ابتدا ماده معدني بايدآماده سازي بشود آماده سازي شامل پودر كردن نمونه به حدي است كه پودر نمونه به هم چسبيده و بتواند خود رادر جانمونه اي حفظ نمايد. . سپس نمونه در جا نمونه اي دستگاه قرار گرفته و اشعه ايكس با زاويه مشخص به نمونه تابيده مي شود و با زتابش آن نيز بوسيله ديتكترDetector شناساگر ثبت مي شود.
حاصل كار يك فايل ASCII است كه داده هاي خام در آن قرار دارد . اين داده هاي خام در نرم افزارهاي مناسب بصورت نمودار ترسيم مي گردد. كه در يك محور فاصله شبكه اي و يا زاويه بين اشعه تابش و اشعه بازتابش و در محور ديگر شدت بازتابش قراردارد. در مرحله بعد انطباق كارتهاي استاندارد با پيكهاي مجهول است كارتهاي استاندارد كارتهايي است كه در شرايط آزمايشگاه و نمونه هاي خالص مورد آزمايش قرار گرفته اند. حال با استفاده از يك روش آماري كارتها بر دياگرام نمونه مجهول منطبق مي گردد. و سپس فازهاي مختلف شناسايي مي گردد.
نتيجه كار بصورت يك دياگرام و يك جدول شامل نام فازهاي مختلف در زير جدول ارائه مي گردد .
XRD يك مرحله در شناسايي ماده معدني مي باشد اما در صنعت شناسايي كانيهاي مختلف به تنهايي كافي نيست و صنعتگران بيشتر بدنبال آن هستند كه بدانند در اين ماده معدني چه عناصري و با چه درصدي وجود دارد . مثلاً در صنعت سراميك درصد ناخالصيها از اهميت زيادي برخوردار است و اگر در نمونه كائولن ، گچ موجود باشد موجب خوردگي كوره ها مي گردد و يا اگر اكسيد آهن داراي درصد بالا باشد موجب رنگي شدن محصولات مي گردد و يا در فولاد سازي گوگرد باعث شكننده شدن فولاد مي شود .

[Amitis]

آنالیز به روش XRF

XRF دستگاهي است براي اندازه گيري طول موج و شدت امواج فلورسانس ساطع شده از اتمهاي مختلف در نمونه كه نتيجه آن شناسايي نوع و ميزان عناصر ماده مي باشد. دستگاه XRF كاربرد وسيعي در بسياري از علوم دارد و امروزه بعلت پيشرفتهاي شگرف در اين زمينه بصورت يكي از وسايل ضروري در آزمايشگاههاي تحقيقاتي در آمده است. XRF با سرعت عمل بسيار زياد قادر است عناصر بسياري را بصورت كيفي و كمّي مورد آناليز قرار دهد. بعلت سرعت زياد و عدم مصرف مواد شيميايي روش ارزاني نسبت به بقيه روشهاي آناليزي بوده و محيط زيست را نيز آلوده نمي سازد.

اساس کار:
تشعشعات حاصل از تيوب مولد اشعه ايكس در دستگاه XRF به اتمهاي تشكيل دهنده نمونه برخورد نموده و باعث توليد امواج فلورسانس مي گردد. در اين فرآيند تشعشعات اوليه در اثر برخورد با اتمها باعث خروج الكترون از ترازهاي مختلف شده و اتم در حالت برانگيخته و ناپايدار قرار مي گيرد. براي جبران الكترون خارج شده از اتم, الكتروني از ترازهاي بالاتر به سمت ترازهاي پايين تر (انرژي كمتر) عظيمت مي نمايد. در اين انتقالات اتمي مازاد انرژي الكترونها (از تراز پر انرژي تر به تراز كم انرژي تر) به صورت امواج اشعه ايكس ساطع مي گردد. اين تشعشعات X كه طول موجهاي مشخصي دارند همان امواج فلورسانس مي باشند.
با اندازه گيري هر طول موج نام عنصر مربوطه مشخص شده و با اندازه گيري شدت آن به فراواني آن عنصر در نمونه مي توان پي برد.

براي اندازه گيري طول موجهاي توليد شده از كريستالهاي پراش دهنده امواج كمك گرفته مي شود.

قضيه پراش در مبحث XRD آورده شده است. با برقراري موقعيت پراش مطابق معادله براگ هر طول موج در زاويه خاصي پراش خواهد يافت. بر اساس اين معادله طول موج محاسبه شده و نتيجه آن شناسايي عنصر مربوطه مي باشد.

با برقراری خط کالیبراسیون میزان عنصر مورد نظر نیز بدست می آید.

[Amitis]

رشته پيچی (Filament Winding)

رشته پيچی يك روش ساده و كارا براي توليد قطعات مدور مانند لوله و ظروف استوانه‌ای در اندازه‌های مختلف مي باشد. قطعات با قطر mm 25 تا m 6 در اين فرآيند متداول مي‌باشد. در اين فرآيند الياف رشته ايا نوارهاي پيوستة الياف با شرايط كنترل شده روي يك مغزی پيچيده مي‌شوند. لايه‌ها با يك طرح يكسان و يا متفاوت پيچيده میشوند. به هنگام پيچش الياف، كشش الياف بين لايه‌های پخت نشده كامپوزيت فشار ايجاد مي‌كند. اين فشار بر فشردگي الياف و درصد حباب هوا در قطعه- كه كنترل كنندة استحكام و سفتي قطعه مي‌باشد- مؤثر است. رزين ممكن است قبل، به هنگام و بعد از پيچش روي الياف اعمال شود. در نهايت رزين در دماي محيط و يا دماي بالاتر و بدون اعمال فشار پخت شده، مغزي از درون آن بيرون كشيده مي‌شود. عمليات تكميلي مانند ماشين كاري و سنباده زني معمولاً احتياج نيست.


چرخه توليد كامپوزيتهاي رشته پيچي شده را مي‌توان به مراحل ذيل تقسيم نمود:
-پيچش قطعه روي مغزي
-حرارت دهي و پخت رزين كه منجر به شكل‌گيري قطعه مي‌شود.
-سرد كردن قطعه
-بيرون كشيدن قطعه از مغزی


اگرچه رزينهاي گرماسخت در فرآيند رشته پيچي متداول هستند، ولي تحقيق و توسعه در بكارگيري ماتريسهاي گرمانرم نيز در اين فرآيند پيشرفتهاي خوبي داشته است و قطعات حاصله خواص ممتازي از خود نشان داده‌اند.
عمده‌ترين عوامل مؤثر بر خواص قطعات تهيه شده به روش رشته پيچي عبارت است از:

-درصد رزين و توزيع آن
-كشش به هنگام پيچش الياف
-شرايط الياف آغشته شده
-پهناي نوار الياف مورد استفاده
-آرايش الياف
-سيكل پخت

انواع الیاف:
شیشه
کربن
کولار

انواع رزین ها:
پلی استر
وینیل استر
اپوکسی
فنولیک
پلی ایمیر
بیس مال ایمید

کاربردهای تجاری:
مخازن الکتریکی
شیرها
اجزاء کلیدهای فشار قوی
تیرهای برق
لوله های حفاری نفت
مجاری حرارتی و ....

کاربردهای ویژه:
محفظه موتور موشک
عایق های موتور موشک
نازل موشک
مخازن شیمیائی
لاینر جامد سوخت موتور
لاینر نازل موشک

مزایا:
استفاده از مواد ارزان و هزینه پایین کارگری
تکرار پذیری
آرایش الیاف در جهات متفاوت نسبتاً آسان است.
اعمال حجم بالای الیاف به راحتی ممکن است.

[شيمي تجزيه قربانيان]

لطفامقاله درباره ي دستگاه اسپكتروفوتومتري درسايت بزاين باتشكر