معرفی کتاب مهندسی نانوپوششهای سخت و مقاوم

مؤلف: دکتر حسن علم خوا

ناشر: مرکز نشر دانشگاه بوعلی سینا / 1397

قیمت: ۱۶ هزار تومان

شرح: 
کتاب مهندسی نانوپوششهای سخت و مقاوم، راهنمای کاربردی فنی برای افزایش دوام و عمرکاری قطعات، قالب‌ها و ابزارهایی می‌باشد که مدام در معرض تخریب سطح (سایش، فرسایش، خوردگی و اکسیداسیون) قرار دارند. از آن جهت که این اثر با نگاه کاربردی و به همراه مثال‌های صنعتی، نگارش و تدوین شده است، مطالعه آن برای صنعتگران، پژوهشگران و فناوران پیشنهاد می‌شود.

محققان دانشگاه صنعتی شیراز موفق شدند با اعمال هم‌زمان مس و نانوذرات اکسیدی درون پوشش نیکل، مقاومت به خوردگی و سایش پوشش را به‌طور قابل‌توجهی بهبود بخشند. عمده کاربرد نتایج این طرح در صنایع هوا فضا وخودروسازی خواهد بود.
امروزه بهینه‌ سازی خواص سطحی قطعات مهندسی نقش مهمی در افزایش بازدهی قطعه بازی می‌کند. در این راستا، یکی از قابل ‌قبول‌ ترین رویکردها استفاده از پوشش‌های فلزی است. تاکنون عملکرد طیف‌های مختلفی از پوشش‌های فلزی از جمله پوشش‌های خالص و پوشش‌های آلیاژی مورد بررسی قرار گرفته‌است. از سوی دیگر، محققان در سال‌های اخیر با استفاده از نانوذرات مختلف در ساختار پوشش و ایجاد ساختار نانوکامپوزیتی، نسل جدیدی از پوشش‌ها را معرفی کرده‌اند.

دکتر مرتضی علیزاده، عضو هیأت علمی دانشگاه صنعتی شیراز، هدف از انجام این طرح را تلاش برای بهبود خواص ضد خوردگی و ضد سایشی پوشش‌هایی از جنس نیکل عنوان کرد و افزود: «در طرح حاضر تلاش شده با وارد کردن عنصر مس و نانوذرات اکسید آلومینیوم به درون پوشش، خواص ضد خوردگی و ضد سایشی پوشش آن ارتقا یابد.»

وی ادامه داد: «ازآنجایی‌که بسیاری از قطعات در صنعت، از جمله قطعات مورد استفاده در صنایعی همچون خودروسازی، به‌ طور هم‌ زمان تحت دو پدیده‌ی مخرب سایش و خوردگی قرار دارند؛ بنابراین اعمال این پوشش‌ها می‌تواند نقش بازدارنده را در برابر این پدیده‌ها بازی کرده و افزایش عمر و کارایی قطعات را در پی داشته باشد.»

نانوذرات اکسیدی از یک‌ سو به دلیل ماهیت سرامیکی و سختشان، خواص مکانیکی زمینه را ارتقا می‌دهند و از سوی دیگر موجب می‌شوند تا پوششی با دانه‌بندی ریز تشکیل شود و متعاقب آن سختی افزایش یابد. به گفته‌ی این محقق، در طرح حاضر از رسوب‌دهی الکتریکی برای ایجاد پوششی با زمینه نیکل بر روی زیرلایه‌ای از جنس فولاد استفاده شده است. همچنین به‌منظور ارتقای خواص ضد خوردگی و ضدسایشی پوشش، عنصر مس و نانوذرات سرامیکی اکسید آلومینیوم با درصدهای متفاوت مورد استفاده قرار گرفته است. پس از اتمام فرایند پوشش‌دهی، ابتدا ساختار پوشش بررسی و سپس آزمون‌های سختی سنجی، سایش و خوردگی بر روی نمونه‌های پوشش‌دهی‌شده انجام شده‌است.
نتایج به‌ دست‌ آمده بیانگر این مطلب است که کریستالیت‌های پوشش از 91 نانومتر برای پوشش نیکل خالص به 16 نانومتر برای پوشش تهیه‌شده از حمام حاوی 20 گرم بر لیتر اکسید آلومینیوم تغییر یافته‌است. همچنین مقاومت به سایش پوشش، 4/2 برابر و مقاومت به خوردگی 4/3 برابر شده‌است.

این تحقیقات حاصل تلاش‌های دکتر مرتضی علیزاده- عضو هیأت علمی دانشگاه صنعتی شیراز- و حامد صفایی- دانشجوی مقطع کارشناسی ارشد دانشگاه شیراز- است.

@ IranCoat

فراخوان برگزاری نشست‌های تخصصی در حوزه پلتفرم نانوپوشش‌ها

مرکز صنعتی سازی نانوفناوری کاربردی (ICAN) در راستای توسعه همکاری‌های فناورانه بین شرکت‌های فناور و صاحب پلتفرم فناوری با اساتید محترم دانشگاه‌ها و مراکز پژوهشی کشور اقدام به برگزاری نشست‌های تخصصی در حوزه پلتفرم نانوپوشش‌ها نموده است. از اهداف و محورهای این نشست می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
• معرفی مرکز، خدمات و حمایت‌های آن،
• بررسی مدل‌ها و فرصت‌های همکاری اعضای محترم هیئت علمی دانشگاه‌ها با شرکت دانش بنیان سخت‌آرا
• استفاده از نظرات و تجربیات اساتید دانشگاه‌های کشور در راستای بهبود فرآیندها و جهت‌دهی بهتر سیاست‌های مرکز

لذا از تمامی اساتید محترم دانشگاه‌ها و مراکز پژوهشی سراسر کشور دعوت به عمل می‌آید تا در صورت تمایل به همکاری در حوزه نانوپوشش‌ها و توسعه کاربردهای این فناوری در صنایع مختلف در یکی از این نشست‌ها حضور بهم رسانند. لازم به ذکر است این نشست‌ها به صورت یکسان در تاریخ‌های ۲۸ تیرماه، ۳ و ۴ مردادماه در محل مرکز صنعتی‌سازی نانوفناوری کاربردی از ساعت ۹:۳۰ الی ۱۲:۳۰ برگزار خواهد شد. علاقمندان به حضور در این نشست‌ها می‌توانند جهت هماهنگی و کسب اطلاعات بیشتر با شماره تلفن ۶۶۵۵۵۷۷۶-۰۲۱ تماس حاصل فرمایند.

موفقیت آزمون‌ها روی نانوپوشش محافظ از سازه‌های فولادی

نتایج آزمون‌های اولیه روی پوشش اپوکسی تقویت شده با گرافن شرکت تلگا نشان می‌دهد که مقاومت به خوردگی و استحکام پوشش‌های اپوکسی بهبود قابل توجهی پیدا کرده است. این فناوری برای استفاده در سازه‌های دریایی مناسب است.
تلگا ریسورسز یکی از شرکت‌های استرالیایی فعال در بخش معدن است. تلگا اخیراً استحکام رزین‌های صنعتی تولید شده‌ی خود را دو برابر افزایش داده است. با این کار می‌توان هزینه نگهداری سازه‌های دریایی را کاهش داد.
محصولات مبتنی بر اپوکسی در حوزه‌های مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد که از آن جمله می‌توان به بتن‌ها و پوشش‌های محافظ فولاد اشاره کرد. این‌ها می‌توانند در سازهایی نظیر پل‌ها، خطوط انتقال نفت و گاز و کشتی‌ها به کار گرفته شده و آن‌ها را از گزند خوردگی نجات دهند.
تلگا اخیراً اقدام به انجام آزمایش‌هایی روی پوشش‌های رزینی کرده که در آن‌ها از پلاکت‌های نانومقیاس گرافنی و گرافن لایه‌ای استفاده شده‌است. این ترکیبات گرافنی درون رزین پخش شده و در نهایت پوشش محافظ تقویت شده‌ای را می‌سازند. این نوع پوشش برای محافظت سازه‌های دریایی بسیار مناسب است.
نتایج اولیه‌ی آزمایش‌ها نشان داد که استفاده از این پوشش تأثیر بسیار بالایی در محافظت از سطح دارد، به‌طوری که مقاومت به خوردگی در سازه‌ها افزایش و استحکام مکانیکی آن‌ها بهبود یافته است. همچنین سطوحی که از این پوشش‌ها برخوردار هستند، از مقاومت بالاتری نسبت به پوشش‌های اپوکسی غنی از روی در برابر سایش برخوردار هستند.
مارک تامپسون از مدیران شرکت تلگا می‌گوید: «این نتایج تأیید می‌کند که گرافن شرکت تلگا دارای پتانسیل بالایی برای استفاده در محصولات صنعتی است. این گرافن را می‌توان جایگزین روی در پوشش‌ها کرد، به‌طوری که مقدار بسیاری کمی از گرافن غیرسمی قادر به بهبود خواص پوشش خواهد بود. از این فناوری می‌توان برای محافظت از سازه‌های فولادی استفاده کرد و در نهایت هزینه‌ نگهداری سازه‌ها را کاهش داد.»

 نشریه پیام آبکار – بهار ۱۳۹۵

نشست معرفي

کاربردهاي نانوپوشش‌ها در صنعت شيرآلات بهداشتي
 

نشست تخصصي «معرفي کاربردهاي نانوپوشش‌ها در صنعت شيرآلات بهداشتي» با هدف آشنايي صنعت‌گران فعال در حوزه شيرآلات با پتانسيل‌هاي فناوري‌نانو، در تاريخ شانزدهم خردادماه 95 در محل ستاد توسعه فناوري نانو، برگزار شد.

در ابتداي اين نشست دکتر اسدي‌فرد مدير کارگروه صنعت‌و‌بازار ستاد توسعه فناوري نانو به معرفي ستاد و دستاوردهاي حوزه فناوري‌نانو در 10 سال گذشته پرداخت.

وي با تاکيد بر رويکرد اصلي برنامه 10ساله دوم ستاد جهت توسعه صنعتي و توليد محصولات و صادرات فناوري‌ها و محصولات ايراني به بازارهاي جهاني افزود: «هدف از برگزاري نشست‌هاي تخصصي با صنايع مختلف آشنايي صنايع با فناوري‌نانو و پتانسيل‌ها و کارايي اين فناوري نوين است تا صنايع با استفاده از اين پتانسيل‌ها و ايجاد نوآوري و فضاي رقابتي سبب ايجاد تحول و نهايتا بهبود کيفيت محصولات و صنايع خود شوند.»

مدير کارگروه صنعت و بازار ستاد نانو خاطر نشان کرد: «ستاد توسعه فناوري نانو در راستاي رسوخ فناوري نانو در صنعت تاکنون 200 طرح در دوبخش شرکت‌هاي صنعتي متوسط (140 مورد از جمله بهران فيلتر، نيرومحرکه و...)  و شرکت‌هاي صنعتي بزرگ (60 مورد شامل گروه صنعتي گلرنگ، مپنا، تراکتورسازي و پتروشيمي غدير) به اجرا رسانده است.»

دکتر اسدي‌فرد خاطر نشان کرد: «يکي از مهم‌ترين عوامل توسعه صنايع در کشورها توسعه خطوط توليد و ماشين‌آلات صنعتي است، اين موضوع نيز يکي از برنامه‌هاي جدي ستاد توسعه فناوري نانو در سال‌هاي آتي است.»

وي در پايان تصريح کرد: «سرمايه‌گذاري و بودجه سالانه ايران در حوزه نانو در حال حاضر 20 ميليون دلار است در حالي که در آمريکا سالانه 2 ميليارد دلار در بحث‌هاي زيرساختي و توسعه‌اي نانو از سوي دولت اين کشور و چندين برابر اين بودجه از سوي صنايع در راستاي توسعه فناوري نانو اختصاص مي‌يابد. بنابراين بايستي صنايع بيشتر در زمينه سرمايه‌گذاري در حوزه فناوري نانو ورود کنند اين اتفاق مطمئنا سبب رقابت‌پذيري، رشد و توسعه صنايع نيز خواهد بود.»

در ادامه نشست، دکتر علم‌خواه، کارشناس صنعتي ستاد توسعه فناوري‌نانو در حوزه نانوپوشش سخنراني با موضوع «نانوپوشش‌ها در صنعت شيرآلات بهداشتي (فناوري، کاربردها و فرصت‌هاي تجاري)» ارائه نمود.

وي در خصوص عوامل خرابي قطعات در صنعت خاطر نشان کرد: «با توجه به اينکه 70 درصد خرابي قطعات در صنايع به دليل تخريب‌ سطوح، 15 درصد شکست و 15 درصد به دليل کهنگي است بايستي عوامل تخريبي را با استفاده از روش‌هاي نوين و کارامد کاهش داد.»

علم‌خواه افزود: «آلودگي محيط‌ زيست ناشي از آبکاري کروم سخت، عدم توليد محصولات با تنوع رنگي مختلف و مقاومت در برابر سايش، خراش، کدرشدگي بر اثر استفاده از محلول‌هاي شيميايي و نداشتن خواصي مانند آنتي‌باکتريال و ضداثرانگشت از جمله چالش‌هاي مهم در صنعت توليد شيرآلات صنعتي است. در راستاي رفع اين چالش‌ها استفاده از فناوري‌نانوپوشش‌ها از جمله فناوري PVD و نانوآبکاري راهکاري مناسب و کارآمد است.»

وي ادامه داد: «نانوپوشش‌ها براساس کاربردشان به چهار دسته پوشش‌هاي سخت، پوشش‌هاي تزييني، نوري و الکترونيکي تقسيم مي‌شوند. همچنين سه روش لايه‌نشاني کلي شامل حالت گازي (روش‌هاي CVD،PVD و IBAD)، حالت محلول (روش‌هاي رسوب‌دهي محلول‌شيميايي، رسوب‌دهي الکتروشيميايي و سل- ژل) و حالت مذاب يا نيمه‌مذاب (روش‌هاي ليزر، پاشش‌حرارتي و جوشکاري‌) موجود و با توجه کاربرد و خواص مورد انتظار  بهره‌برداري مي‌شوند.»

به گفته دکتر علم‌خواه، نانوپوشش‌ها در صنعت شيرآلات بهداشتي در  بخش ابزارها و قالب‌هاي ساخت شيرآلات مانند ابزارهاي ماشين‌کاري و قالب‌هاي ريخته‌گريي و در بخش ايجاد پوشش‌هاي رنگي و با دوام بر شيرآلات بهداشتي و يراق‌آلات ساختماني کاربردهاي گسترده‌اي دارند. همچنين از ديگر کاربردهاي نانوپوشش‌ها در اين صنعت مي‌توان به ايجاد خاصيت‌هايي چون ضدسايش، خودتميزشوندگي، ضد‌اثر‌انگشت و آنتي‌باکتريال اشاره نمود.

وي  در ادامه شماتيکي از دستگاه PVD و نحوه عملکرد آن را معرفي و تشريح نمود و در پايان تصريح کرد: «در مجموع بهره‌گيري از فناوري نانوپوشش‌ها در صنعت شيرآلات بهداشتي مي‌تواند سبب افزايش کيفيت سطحي مقاوم به خراش محصولات و کاهش آلودگي‌هاي زيست‌محيطي و حذف مضرات احتمالي در اين صنعت، افزايش تنوع رنگي‌شيرآلات و نهايتا افزايش جذب مشتري مي‌گردد.»

در بخش دوم اين نشست مهندس موسوي‌زاده کارشناس کارگروه صنعت‌و‌بازار ستاد توسعه فناوري نانو به تشريح برنامه‌هاي حمايتي ستاد نانو در راستاي توسعه تجهيزات و ماشين‌آلات صنعتي پرداخت.

از جمله جذابيت‌هاي اين برنامه حمايتي مي‌توان به اين موارد اشاره کرد:

   سود پايين تسهيلات نسبت به وام‌هاي بانکي (10 درصد)؛

   فرايند سريع دريافت تسهيلات (حداکثر يک ماه کاري)؛

   سقف ليزينگ: 80 درصد مبلغ دستگاه؛

   تا 4 ماه سقف استراحت جهت ساخت و تحويل دستگاه؛

   زمان بازپرداخت 24‌ماه.

همچنين ساير حمايت‌هاي اين برنامه‌ شامل «امکان پوشش‌دهي رايگان ( تحقيق و توسعه)»، «رصد آخرين فناوري‌ها (کمک هزينه تحليل پتنت)» و «امکان بهره‌مندي از خدمات پوشش دهي با تسهيلات 6 ماهه» است.

در ادامه اين نشست مهندس رشيدي مدير فني شرکت يارنيکان صالح به معرفي دستگاه ARCPVD طراحي و ساخته شده در اين شرکت پرداخت. به گفته مهندس رشيدي سازگاري با محيط‌ زيست، افزايش مقاومت در برابر خوردگي، ايجاد رنگ‌هاي مختلف و کاهش هزينه‌هاي توليد در مقياس صنعتي ازجمله ويژگي‌هاي استفاده از روش PVD در راستاي ايجاد نانوپوشش‌ها بر محصولاتي چون شيرآلات بهداشتي است.

در بخش پاياني اين نشست، حاضران سوالات و چالش‌هاي خود را در خصوص مطالب مطرح شده بيان‌کرده و مهندس نجيمي، دبير کارگروه صنعت‌و‌بازار ستاد توسعه‌فناوري نانو، مهندس موسوي‌زاده، دکتر علم‌خواه و مهندس رشيدي پاسخ‌گوي سوالات بودند.

از جمله موارد مطرح شده مي‌توان به نکات زير اشاره نمود:

    قيمت تمام شده محصولات در روش PVD و صرفه اقتصادي اين روش نسبت به روش آبکاري؛

   ظرفيت خروجي دستگاه ArcPvd شرکت يارنيکان صالح؛

   خدمات و حمايت‌هاي ستاد توسعه فناوري نانو در خصوص پوشش‌دهي قالب‌ها و فرآيندهاي توليد؛

   مشکلات تميزکاري سطوح پيش از فرآيند پوشش‌دهي و ضايعات ايجاد شده در اين فرايند؛

   ايجاد تنوع رنگي در شيرآلات؛

   تکرارپذير فرايند سيستم پوشش‌دهي.

لازم به ذکر است در اين نشست تخصصي نمايندگاني از شرکت‌هاي  فعال در حوزه ساخت شيرآلات بهداشتي از جمله شيبه، رهآب، کلارپويا، کيان، ريسکو، نوتريکا و KWC حضور داشتند.

برای اشنایی بیشتر با ارسال کننده مقاله به سایت  نشریه پیام آبکار مراجعه نمایید