X
تبلیغات
شیمی دانشگاه نژند

شیمی دانشگاه نژند

به احترام پدر شیمی نوین ایران دكتر ابوالحسن شيخ

حلال جزء مهمی از محلول است. حلال ها مواد شیمیایی هستند که مواد دیگر را در خود حل می کنند. حلال ها به طور کلی به دو دسته حلال های قطبی و حلال های غیر قطبی تقسیم می شوند. در حلال قطبی، ذرات تشکیل دهنده حلال قطبی بوده و یکدیگر را با نیروی جاذبه ی الکتروستاتیکی جذب می نمایند.

مهمترین حلال قطبی آب می باشد. انواع اسیدها مانند سولفوریک اسید H۲SO۴ و هیدروزن فلوئورید HF ، نیز در این دسته قرار می گیرند.

در حلال های غیر قطبی ، ذرات حلال غیرقطبی بوده و بنابراین تنها نیروی جاذبه ی ضعیف واندروالسی بین ذرات وجود دارد، به همین دلیل این حلال ها اغلب، دارای نقطه ی جوش بسیار پایین بوده و فرار هستند.

حلال های آلی نسبت به حلال های غیر آلی یا حلال های معدنی، قطبیت کمتری دارند و درنتیجه معمولا" این دسته از حلالها ، مواد غیر قطبی را بهتر در خود حل می کنند. چند حلال در زیر آمده است. حلالها موقعی مفید هستند که مایع باشند به عنوان مثال آب در محدوده ی ۰ تا ۱۰۰ درجه سانتیگراد مایع می باشد، پس تنها در این محدوده دمایی می توانند به عنوان حلال مورد استفاده قرار گیرند. هنگامی موادی که قرار است حل شوند، در دماهای پایین تر یا بالاتر قرار داشته باشند باید از حلالهای دیگر استفاده نمود. محدوده مایع بودن برخی حلالها در زیر آمده است:

۱) متانولCH۳OH که خواصی شبیه آب را دارد.

۲) اتانول CH۳-CH۲OH

۳) پروپانون CH۳-CH۲-HC=O

۴) پروپانول CH۳-CH۲-CH۲OH

۵) بوتانول CH۳-CH۲-CH۲-CH۲OH

۶) اتیل استات C۴H۸O۲

۷) اتوکسی اتان C۴H۱۰O

۸) تولوئن C۷H۸

۹) بنزن C۶H۶

۱۰) کربن تتراکلرید CCl۴

۱۱) سیکلوهگزان C۶H۱۲

۱۲) دی متیل فرم آمید با نام اختصاری DMF و فرمول HC(O)N(CH۳)۲ محدوده مایع بودن بین ۶۱- تا ۱۵۳ درجه سانتیگراد می باشد.

۱۳) تترا هیدرو فوران با نام اختصاری THF و فرمول CH۸O که به شکل یه حلقه ی پنج ضلعی است که در یکی از گوشه هایش اتم اکسیژن قرار گرفته است. محدوده مایع بودن بین ۶۵- تا ۶۶ درجه سانتیگراد می باشد.

۱۴) دی متیل سولفوکسید با نام اختصاری DMSO و فرمول (CH۳)۲SO محدوده مایع بودن بین ۱۸ تا ۱۸۹ درجه سانتیگراد می باشد.

۱۵) هگزا متیل فسفر آمید با نام اختصاری HMP و فرمول OP[N(CH۳)۲]

۱۶) استونیتریل CH۳CN محدوده مایع بودن بین ۴۵- تا ۸۲ درجه سانتیگراد می باشد.

۱۷) نیترومتان CH۳NO۲ محدوده مایع بودن بین ۲۹- تا ۱۰۱ درجه سانتیگراد می باشد.

۱۸) دی کلرومتان CH۲Cl۲ محدوده مایع بودن بین ۹۷- تا ۴۰ درجه سانتیگراد می باشد.

۱۹) سولفولان C۴H۸SO۲ (یک حلقه ی پنج ضلعی است که SO۲ یک گوشه و چهار CH۲ گوشه های دیگر را تشکیل داده اند. محدوده مایع بودن بین ۲۸ تا ۲۸۵ درجه سانتیگراد می باشد.

۲۰) پروپان-۱و۲-دیول کربنات C۴H۶O۳ . یک حلقه ی پنج ضلعی که C=O یک گوشه و دو تا o نیز دو گوشه ، CH۲ یک گوشه و H۳CH گوشه دیگر را تشکیل می دهند. این حلال از ۴۹- تا ۲۴۲ درجه سانتیگراد مایع می باشد.

طبق یک اصل کلی، مواد قطبی در حلال های قطبی و مواد غیرقطبی در حلال های غیر قطبی حل می شوند.

حلال های آلی دسته ی بسیار مهمی از حلال ها را تشکیل می دهند که در زندگی کاربردهای بسیاری دارند. به عنوان مثال، حلال ادکلن ها، انواع اسپری ها، چسب ها و ... انواع الکلها و دیگر حلال های آلی را تشکیل می دهند. چند حلال بسیار مهم صنعتی عبارتند از:

دی متیل فرم آمید با نام اختصاری DMF و فرمول HC(O)N(CH۳)۲

تترا هیدرو فوران با نام اختصاری THF و فرمول CH۸O که به شکل یه حلقه ی پنج ضلعی است که در یکی از گوشه هایش اتم اکسیژن قرار گرفته است.

دی متیل سولفوکسید با نام اختصاری DMSO و فرمول (CH۳۲SO )

بیان شد که الکلها دسته ی بسیار مهمی از حلال های صنعتی را تشکیل می دهند. میان ذرات حلال در الکلها، پیوند های هیدروزنی می باشد، اما یک سر الکلها، سر آلی و غیرقطبی آنها می باشد درنتیجه این حلالها می توانند هم مواد غیرقطبی را با سر غیرقطبی در خود حل کنند و هم مواد یکه می توانند با آن پیوند هیدروزنی برقرار نمایند، مانند آب.

میان ذرات حلال غیرقطبی، فقط نیروهای واندروالس وجود دارند. میان ذرات ماده ی حل شده غیر قطبی نیز فقط نیروهای واندروالس وجود دارند. بنابراین تمام ذرات موجود در محلول، فقط تحت تاثیر این نیرو هستند و امکان تشکیل محلول وجود دارد.

یک مثال حلال های غیر قطبی، هیدروکربنهای سیر شده خطی مانند هگزان است. موم که یک ماده ی غیرقطبی است در هگزان حل خواهد شد.

البته تمام اجسام غیرقطبی در یکدیگر حل نمی شوند. حال متداولترین نوع محلول یعنی، یک جامد حل شده در یک مایع را در نظر می گیریم. انحلال پذیری یک جامد غیرقطبی در یک مایع غیرقطبی به دو عامل بستگی دارد: دمای ذوب و آنتالپی ذوب آن. وقتی این جامد حل می شود، محلول مایع به دست می آید. جامد تغییر فاز می دهد. جامدهایی که دمای ذوب و انتالپی ذوبشان بالاست، انحلال پذیری بیشتری نشان می دهند. این تفاوت به علت نیروهای جاذبه قویتر در بلورهای اجسامی است که دمای ذوب بالا دارند. در جریان حل شدن باید بر این نیروها فایق آمد.

برخی از حلال ها مانند کربن تتراکلرید CCl۴ کلروفرم CHCl۳ به شدت سمی می باشد. همچنین کار با اسیدها مهارت و تدابیر خاص می طلبد.

اثرات زیان اور حلال های آلی در محیط های کوچک خود را نشان می دهد ، زیرا حلال های آلی به مراتب بسیار فرار بوده و درنتیجه به دیلی سمی بودن ، هم برای انسان و هم موجودات زنده دیگر زیان دارد.

یکی از مهارتهای کار با حلال ها این است که حلال های بی خطرتر پیدا کنیم: اغلب در آزمایشگاه ها، باید سعی کنیم که استفاده از حلال های سمی برای حل کردن موادی که در واکنش شیمیایی به کار برده می شوند، را حذف نماییم.

بسیاری از حلال ها که در مقادیر زیاد در صنعت به کار برده می شوند برای سلامت انسان مضر هستند یا می توانند خطرات دیگری مانند آتش سوزی و انفجار به وجود آورند. حلال هایی که به طور گسترده استفاده می شوند و برای سلامت انسان مضر باشند شامل تتراکلرید کربن، کلروفورم، و پرکلورواتیلین هستند.
 
  

 

منبع : www.aftab.ir - آفتاب

 

+ نوشته شده در  پنجشنبه بیست و ششم مرداد 1391ساعت 3:33  توسط سعید انبارته  | 

تاریخچه

شیمی آلی فلزی را به شیمیسیت انگلیسی « فرانکلند » (Frankland) نسبت می‌دهند. او در سال 1849 دی‌اتیل روی را سنتز نمود و سپس استفاده از ترکیبات آلی روی را در سنتز مواد آلی توسعه داد. نمک زایس ( ) نیز بیش از یک قرن است که شناخته شده است.
در اوایل قرن اخیر (1900 میلادی) شیمیست فرانسوی victor. Grignard روش مناسبی جهت تهیه ارگاند منیزیم هالید را توسعه داد، بطوری که بزودی بجای ترکیبات آلی روی به عنوان حد واسط در سنتز ترکیبات آلی مورد استفاده قرار گرفت. سنتز اتفاقی فروسین در سال 1951 و شناخته شدن متعاقب ساختمان مولکولی آن راه تحقیق را برای زمینه‌ای با تنوع غیر قابل پیش بینی هموار کرد که اهمیت بسزایی در درک ما از پیوندهای شیمیایی داشته است.

خواص ترکیبات آلی فلزی

شباهت ترکیبات آلی فلزی از نظر خواص فیزیکی به ترکیبات آلی در مقایسه با ترکیبات معدنی بیشتر است. بسیاری از این ترکیبات دارای ساختار مولکولی منفک هستند و در نتیجه در دماهای معمولی بصورت بلورهایی با نقطه ذوب پایین ، مایعات و یا گازها دیده می‌شوند. این ترکیبات معمولا در حلالهای آلی کم قطبی از قبیل تولوئن ، اترها و یا دی‌کلرو متان قابل حل هستند.
از نظر خصوصیات شیمیایی ، تفاوت قابل ملاحظه‌ای بین ترکیبات آلی فلزی وجود دارد و مثلا ، پایداری حرارتی آنها بطور قابل ملاحظه‌ای به ترکیب شیمیایی آنها بستگی دارد. از این رو ، تترامتیل سیلان (  ) پس از چندین روز نگهداری در دمای 500 درجه سانتیگراد بلا تغییر می‌ماند، در حالی که تترامتیل تیتان (  ) در دمای اطاق سریعا تجزیه می‌شود.

پایداری در برابر اکسایش

کلیه ترکیبات آلی فلزی از نقطه نظر ترمودینامیکی اکسایش ناپایدار هستند. نیروی محرکه لازم برای اکسایش این ترکیبات به واسطه تشکیل اکسید فلز ، دی‌اکسید کربن و آب که انرژی آزاد منفی بالایی دارند، تامین می‌شود. همچنین بیشتر این ترکیبات از نقطه نظر سینتیکی در دمای اطاق یا پایین‌تر در مقابل اکسایش ناپایدار هستند. اغلب این ترکیبات مانند ، ، به خودی خود در هوا آتش می‌گیرند. همچنین بیشتر مشتقات فلزات واسطه در برابر اکسیژن حساس هستند و معمولا متداول و غالبا ضروری است که این مشتقات ، زیر اتمسفر بی‌اثری از گاز نیتروژن یا آرگون مورد بررسی و مطالعه قرار بگیرند.

پایداری در برابر آبکافت

سرعت آبکافت یک ترکیب آلی فلزی به قطبیت پیوند C-M آن بستگی دارد. مثلا وقتی قطبیت پیوند زیاد باشد (مثلا در ) حمله مولکولهای آب بطور سریع انجام می‌گیرد، در صورتی که در دمای اطاق با وجود داشتن یک اوربیتال خالی 2P در اتم بور تحت تاثیر مولکولهای آب قرار نمی‌گیرد. اکثر مشتقات آلی فلزات واسطه خنثی در مقابل فرآیند آبکافت بی اثر هستند، ولی لانتانیدهای آلی بشدت ، مستعد آبکافت می‌باشند و علت آن را می‌توان به خاصیت قطبی پیوند ، اندازه بزرگتر اتم مرکزی و حضور تعداد زیاد اوربیتالهای خالی کم‌انرژی نسبت داد.

طبقه بندی ترکیبات آلی فلزی
مشتقات عناصر گروه اصلی

عناصر اصلی در گروهها (که فقط با الکترونهای s و p پیوند تشکیل می‌دهند.) عموما پیوندهای کووالانسی سیگما با کربن تشکیل می‌دهند، باستثنای فلزات قلیایی و قلیایی خاکی با کربن عمدتا یونی است. ساختمانهایی که کمبود الکترون دارند، بوسیله عناصری از قبیل Al ، Mg ، Be ،Li تشکیل می‌شوند و ترکیبات خوشه‌ای را تولید می‌کنند ، مانند .

مشتقات عناصر واسطه

در مورد فلزات واسطه (که برای تشکیل پیوند از اوربیتالها و الکترونهای d و در صورت لزوم f استفاده می‌کنند) معمولا کمپلکسهای π دارنده پیوندهای داتیو تشکیل می‌شود. به عبارت دیگر ، عناصر واسطه d اغلب نه تنها دارای پیوندهای سیگما بوده، بلکه پیوندهایی از نوع π نیز دارند. به عبارت ساده‌تر ، پیوند بین اتمهای واسطه و مولکولهای آلی اشباع نشده بوسیله تبادل الکترون در دو جهت مخالف تشکیل می‌شود.
ساده‌ترین مثال پیوندی است که بین مونوکسید کربن و اتم فلز در کربونیلهای فلزی تشکیل می‌شود. در این گونه پیوندها فلز باید اوربیتالهای خالی d داشته باشد، تا بتواند الکترونهای داده شده توسط CO را بپذیرد و نیز باید اوربیتالهای اشغال شده d داشته باشد، تا بتواند الکترونهای خود در اوربیتال d را به لیگاند بدهد.

برخی از کاربردهای ترکیبات آلی فلزی

* تفاده از ترکیبات آلی سیلسیم به عنوان واسطه در تهیه پلیمرهای سیلسیم (سیلیکون‌ها).
* استفاده از آلومینیوم آلکین‌ها به عنوان کاتالیزور در پلیمر کردن و الیگومر کردن اولفین‌ها در مقیاس وسیع.
* استفاده از تترااتیل سرب و تترامتیل سرب برای بالا بردن درجه اکتان بنزین.
* استفاده از ترکیبات آلی قلع به عنوان آفت کش و پایدار کننده پلیمرها.
* کربونیل دار کردن متانول جهت تولید اسید استیک. از اسید استیک در تهیه پلی وینیل استات و محصول آبکافت آن یعنی پلی وینیل الکل ، استفاده می‌گردد و همچنین در تهیه انیدرید استیک که مورد نیاز صنایع تولید کننده الیاف استات سلولز و پلاستیکها می‌باشد، کاربرد دارد و نیز در تهیه استرهای استات که یکی از حلالهای صنعتی مهم به شمار می‌رود، از اسید استیک استفاده می‌شود.
منبع: http://atwis.com
+ نوشته شده در  پنجشنبه بیست و ششم مرداد 1391ساعت 3:30  توسط سعید انبارته  | 

شايد پيچيده ترين ماده طبيعي كه تاكنون در آزمايشگاه توليد شده است ويتامين B12 باشد ( شكل 1). درسال 1972 "رابرت ب. وودوارد" و "آلبرت اشنموزر" اعلام كردند كه اين ويتامين را بطور كامل در آزمايشگاه تهيه كرده اند. اين موفقيت نتيجه همكاري 11ساله 100 شيميدان از 19 كشور جهان در دانشگاهاي هاروارد و زوريخ بود. گر چه اين روش آزمايشگاهي هرگز منبع قابل استفاده اي براي تأمين ويتامين نبود، اما نقطه عطفي در تهيه مواد آلي به شمار مي آمد؛ چون در طي اين فعاليت علمي ، واكنشها، روشها و نظريات جديد ابداع شدند.
اوره، كه نخستين ماده طبيعي بود كه در آزمايشگاه تهيه شد، ساختار بسيار ساده تري دارد( شكل 2). در 1828 "فريدريش وهلر" آن را تصادفاً در آزمايشگاهش در برلين تهيه كرد. در آن زمان اوره را به عنوان يكي از انواع تركيبات آلي مي شناختند. "يان ياكوب برسيليوس" كه شيميدان سوئدي مشهوري بود، واژه "آلي" (Organic) را در حوالي 1807 تعريف كرد. اين عنوان به هر ماده اي كه ارگانيسم هاي (Organism) زنده – چه گياه و چه جانور- توليد كنند اطلاق مي شود؛ در مقابل آنها موادي هستند كه منشا غير زنده و معدني دارند، و مواد غيرآلي يا معدني ناميده شدند. در اوايل سده نوزدهم ، همه مواد شيميايي شناخته شده تا آن زمان را در يكي از اين دو گروه ، طبقه بندي مي كردند. مواد معدني نظير عناصر رايج فلزي و تركيبات آنها كه در سنگهاي معدني يافت مي شدند، بسيار ساده تر از مواد آلي، نظير قند، نشاسته و چربي حيواني بودند. عقيده بر آن بود كه مواد آلي نوعي " نيروي حياتي " دارند كه از گياهان يا جانوران به يكديگرمنتقل مي شود. در نظريه حيات گرايي اين فرض اوليه حاكم بود كه برخلاف مواد معدني كه امكان تهيه آنها در آزمايشگاه وجود داشت، مواد آلي قابل تهيه درآزمايشگاه نبودند- دست كم از مواد معدني نمي شد آنها را توليد كرد.
در سال 1828 وهلر به خوبي دانسته بود كه اوره نوعي ماده آلي است. در واقع وجود اوره در ادرار توجه خود وهلر را جلب كرده بود، و هنگامي كه وهلر دانشجوي پزشكي دردانشگاه هايد لبرگ بود آزمايشهايي را در زمينه توليد آن در سگها و حتي خودش انجام داد. فريدريش وهلر، در سال 1800 در روستاي اشرشايم در نزديكي فرانكفورت آلمان متولد شد. در فرانكفورت به دبيرستان رفت، اما در دوران دانش آموزي نبوغ چنداني از خود نشان نداد. همان طور كه خودش بعداً اذعان كرد، قسمت عمده اي از وقت خود را صرف انجام آزمايش در شيمي مي كرد، و فرصت كافي براي درس خواندن نداشت . در منزلشان اتاقش را به آزمايشگاهي تبديل كرده بود، و از اجاق زغالي آشپزخانه براي گرم كردن سنگهاي معدني و ديگر مواد شيميايي اش استفاده مي كرد.
پس از آن كه وهلر جوان از دبيرستان فارغ التحصيل شد، به دانشگاه ماربوگ را ه يافت، و به همان دليلي كه اهل خانه از دست او عاصي شده بودند، با صاحبخانه اش اختلاف پيدا كرد: چون در محل سكونتش زيادي آزمايش انجام مي داد! پس از يك سال تحصيل در ماربورگ خود را به هايدلبرگ انتقال داد، و تحت تأثير" لئوپولد گملين" كه در آن هنگام از شيميدانان مشهورآلمان بود قرار گرفت. گرچه وهلر با دانشنامه پزشكي از هايدلبرگ فارغ التحصيل شد، اما به توصيه گملين، كه خود زماني پزشك بود، طب عملي را كنار گذاشت و خود را وقف شيمي كرد.
وهلر با كمك گملين به استكهلم رفت تا زير نظر "برزليوس" به مطالعه و پژوهش بپردازد. گرچه فقط يك سال در آنجا ماند، اما او و برزليوس با يكديگر رفاقتي پيدا كردند كه تا آخر عمر ادامه يافت. وهلر براي مدت كوتاهي به هايدلبرگ بازگشت، و سپس در يكي از دانشكده هاي فني برلين به تدريس مشغول شد. گرچه مقام دانشگاهي مهمي نبود و در واقع در آن شهر بزرگ بيشتر به تدريس شبانه شباهت داشت، اما آزمايشگاهي در اختيارش بود كه كمال استفاده را از آن كرد. او نخستين كسي بود كه آلومينيم را در سال 1827 به حالت فلزي آزاد توليد كرد. البته روشي كه به كار برد عملي نبود، و حدود60 سال طول كشيد تا يك دانشجوي امريكايي، در دانشكده اوبرلين در اوهايو روشي را براي تهيه صنعتي آلومينيم با استفاده از جريان برق كشف كند.( اشاره آخر مطلب را ببينيد).
در همين آزمايشگاه بود كه وهلر در سال 1828 آزمايشي انجام داد كه شهرتش را در تاريخ شيمي آلي تضمين كرد. او قصد داشت سيانات آمونيم خالص را، كه تصور مي شد فرمولش هماني باشد كه در (شكل 3 ) نشان داده شده است، از سيانات پتاسيم و سولفات آمونيم، كه دو نمك معدني معمولي بودند، تهيه كند. پس از آنكه دو نمك را در مجاورت يكديگر حرارت داد، محلولي را كه پيش بيني مي كرد در آن سيانات آمونيم باشد تبخير كرد. اما بلورهاي سفيد رنگي به دست آورد كه درست به اوره اي كه بارها ازادرار سگ و انسان جدا كرده بود شباهت داشتند! بي درنگ ثابت كرد كه اين بلورها واقعاً اوره هستند. وهلراين نتيجه را به عنوان :" واقعيتي شگفت آور كه بيانگر نمونه اي از توليد صناعي ماده اي آلي، و به اصطلاح جانوري، از مواد معدني است" توصيف كرد.
اين نتيجه" شگفت آور" جنبه ديگري هم داشت كه براي وهلر و نيز برزليوس، كه پس از مدت كوتاهي به كشف وهلر پي برده بود، اهميت داشت. سيانات آمونيم و اوره اي كه از آن توليد شده بود" ايزومر" يكديگر بودند ( مشتق ازمعادل يوناني به معني " پاره هاي يكسان") اين واژه را برزليوس، براي توصيف تركيباتي كه از عناصر يكسان با نسبت هاي برابر تشكيل مي شدند وضع كرده بود. سيانات آمونيم و اوره هر دو حاوي يك اتم كربن، يك اتم اكسيژن، دو اتم نيتروژن و چهار اتم هيدروژن هستند. ظاهراً وهلر و برزليوس به جاي توجه به تأثيري كه ممكن بود اين كشف بر نظريه حيات گرايي داشته باشد ، بيشتر بر اين جنبه تهيه اوره تأكيد داشتند.
اما كشف تصادفي وهلر سرآغازي بر زوال نظريه حيات گرايي بود كه مدتها مانع از پيشرفت شيمي تركيبات كربن مي شد. ديگر شيميدانان آن عصر خاطر نشان كردند كه گر چه سيانات پتاسيم و سولفات آمونيم را معمولاً غيرآلي مي دانستند، اما وهلر آنها را از موادي آلي نظير شاخ و خون جانوران تهيه كرده بود، نه از عناصر سازنده شان؛ بنابراين نمي شد نتيجه گرفت كه تهيه اوره به دست وهلر، نظريه حيات گرايي را از اعتبار ساقط مي كند. تنها وقتي "هرمان كولبه" در 1845 اسيد استيك را از عناصر تشكيل دهنده اش ( كربن، هيدروژن و اكسيژن) تهيه كرد، در آن موقع بود كه افراطيان بالاخره مرگ نظريه حيات گرايي را پذيرفتند. از آن پس تعريف شيمي آلي به " شيمي تركيبات كربن" ( تعريف پذيرفته شده امروزي ) تغيير يافت، چه اين تركيبات از منشا طبيعي باشند، چه از توليدات آزمايشگاهي.
وهلر مي توانست بقيه عمرش را وقف شيمي آلي كند، اما اين كار را نكرد. علاقه اي كه از ابتدا به سنگهاي معدني داشت همچنان پا برجا بود و اكثر كارهاي بعدي اش به شيمي معدني مربوط مي شد. وهلر پس از ترك برلين در 1831، براي مدت كوتاهي در دانشكده فني ديگري در كاسل به كار مشغول شد، و سپس در1836 به هدف خود كه استادي در يكي از دانشگاههاي بزرگ آلمان يعني گوتينگن بود، دست يافت. وي در آنجا برخي از بهترين كارهاي پژوهشي خود را با همكاري دوستش "يوستوس لايبيگ" كه استاد دانشگاه گيسن بود ارائه داد.
وهلر كه وجودش در بخش شيمي گوتينگن بر اعتبار آن مي افزود، شيميداناني را از سرتاسر جهان به سوي آن جذب كرد. وي در گوتينگن به تدريس، تربيت شيميدانان پژوهشگر، نوشتن كتابهاي دانشگاهي و ويرايش مجلات پژوهشي شيمي ادامه داد، تا سرانجام در1882 در گذشت.
وهلر حدود 8000 دانشجو را در گوتينگن پرورش داد. از جمله اينها "رودلف فيتيگ" بود، كه بعدها استاد دانشگاه توبينگن شد، و "ايرارِمسن" از ايالات متحده زير نظر او به تحصيل پرداخت. رمسن بعد از تحصيل در توبينگن به ايالات متحده بازگشت و سطح علمي بخش شيمي دانشگاه جانزهاپكينز را تا به حد دانشگاههاي اروپايي ارتقا داد. اين بخش مركز عمده اي براي تربيت نسل هاي بعد شيميدانان در آمريكا شد .
گذشته از افتخارات بسياري كه نصيب وهلر شد، تهيه غير مترقبه تركيب ساده اي به نام اوره از طريق گرم كردن سيانات آمونيم در 27 سالگي به عنوان مهمترين موفقيتش جلوه گر مي شود و امروزه تقريباً در هر كتاب درسي شيمي آلي ذكري از آن به ميان مي آيد. تهيه يك تركيب آلي از تركيبي معدني نشانگر پايان نظريه حيات گرايي و سرآغازي بر پايه گذاري شيمي آلي برمبنايي معقول بود.
اشاره
از جمله شيميدانان بسياري كه از سرتاسر دنيا به سوي گوتينگن جذب شدند تا زير نظر وهلر به تحصيل بپردازند، "فرانك ف. جوئت" بود، كه براي تدريس در دانشكده اوبرلين در اوهايو به ايالات متحده باز گشت. در دهه 1880 جوئت غالباً توجه دانشجويانش را به اين واقعيت جلب مي كرد كه گرچه آلومينيم فراوانترين فلز است، اما متأسفانه كسي نتوانسته آن را با روشي عملي از سنگهاي معدني پيچيده اش استخراج كند. او به آنها گفت كه استاد آلماني اش فريدريش وهلر نخستين كسي بود كه فلز مزبور را به دست آورد، اما روشي كه او به كار برده بود آن قدر دشوار و پر هزينه بود كه آلومينيم براي بيش از پنجاه سال به عنوان يكي از عجايبي كه در قفسه هاي موزه ها جاي داشت باقي مانده بود.
يكي از دانشجويان جوئت در اوبرلين، "چارلز مارتين هال"، ازاهالي همان محل بود. مسئله آلومينيم آن قدر توجهش را به خود جلب كرد كه تصميم گرفت راهي پيدا كند كه استخراج فلز مزبور را از سنگ معدنش امكان پذير سازد وآن را به عنوان طرح پژوهشي سال آخرش در اوبرلين برگزيد. او متقاعد شده بود كه راه دستيابي به اين هدف استفاده از الكتريسيته است. يك باتري ابتدايي و كوره اي در انبار هيزم پشت منزلشان ساخت، سنگ معدن كريوليت را در كوره ذوب كرد و فراوانترين نوع سنگ معدن آلومينيم يا بولسيت، كه دريافته بود در كريوليت حل مي شود، به آن اضافه كرد. جريان الكتريسيته را از اين مخلوط عبور داد و با كمال شادماني جمع شدن گويچه هاي نقره اي رنگ آلومينيم را در اطراف قطب منفي دستگاهش مشاهده كرد. همين كه ساچمه هاي براق فلزي به اندازه اي خنك شدند كه بتواند آنها را در دست بگيرد، با شتاب رفت تا آنها را پيروزمندانه به پروفسور جوئت نشان دهد. اين واقعه در 23 فوريه سال 1886 -59 سال پس از آنكه وهلر نخستين نمونه آلومينيم خالص را تهيه كرد – اتفاق افتاد. مرد جواني كه روش عملي تهيه آلومينيم را ابداع كرد، دانشجوي دانشجوي وهلر بود!
چند ماه بعد فكر همين روش الكتروليز ( ( Electrolysis به ذهن فرانسوي جواني به نام "پ.ل.ت.هرول" خطور كرد، اما در آن هنگام هال تقاضاي ثبت روش ابداعي خود را كرده بود، و تقاضايش در اولويت قرار گرفت. شركت آلومينيم امريكا(آلكوآ) با استفاده از اصول همان روش الكتروليز، از آزمايش ابتدايي هال نشو و نما يافت. چارلز مارتين هال مرد ثروتمندي شد و به هنگام مرگ قسمت عمده اي از ثروتش را براي محل تحصيل خود، دانشكده اوبرلين، به ارث گذاشت. امروزه هر كس كه به تماشاي محوطه دانشكده برود مي تواند از تالار زيبايي كه هال به نام مادرش بنا كرد، مجسمه هال در ساختمان شيمي ( كه امروزه براي در امان ماندن از شر دانشجوياني كه قبلاً آن را در جاهاي نامناسبي در محوطه دانشكده مي گذاشتند، در آنجا نگهداري مي شود!) و منزل خانوادگي هال، كه يك خيابان با محوطه دانشكده فاصله دارد، ديدن كند. مجسمه و لوح يادبودي كه در منزل هال نصب شده به تناسب از همان فلزي ساخته شده اند كه هال با ابتكار خود در دسترس جهانيان قرار داد
منبع:http://old.tebyan.net



 

+ نوشته شده در  پنجشنبه بیست و ششم مرداد 1391ساعت 3:29  توسط سعید انبارته  | 

شاخه : مهندسی شیمی ، مخصوصا مهندسی نفت و گاز و پتروشیمی

زیر شاخه : اصطلاحات

موضوع : مخفف ها

 

امروز می خوام چند تا مخفف صنعتی مربوط به صنایع نفت و گاز و پتروشیمی رو براتون بنویسم.احتمالا با بعضیاش برخورد داشتین و با بعضیاش نه.به هر حال خالی از لطف نیست چون خواه نا خواه با این مخفف ها برخورد خواهید کرد.

A.N.S.I : American National Standard Institute

موسسه ملی استاندارد آمریکا ( استاندارد شیر ها و لوله ها و اتصالات و .......)

A.S.T.M : American Society for Testing and Material

مجمع آمریکایی مواد و آزمایشهای آنها

A.S.M.E : American Society of  Mechanical Engineering

انجمن مهندسان مکانیک آمریکا

A.P.I : American Petroleum Institute

موسسه نفت آمریکا

B.S.I (B.S) : British Standard Institute

موسسه استاندارد بریتانیا

A.W.S : American Welding Society

انجمن جوشکاری آمریکا

N.A.C.E : National Association of Corrosion Engineering

موسس ملی خوردگی آمریکا

A.S.A : American Standard Association

انجمن استاندارد آمریکا

D.I.N : Deutche Institut für Normung

موسسه استاندارد آلمان

T.E.M.A : Tubular Exchanger Manufacturer Association

انجمن سازندگان مبدل های حرارتی لوله ای

A.S.H.R.A.E : American Society of Heating , Refrigeration and Air conditioning Engineers

انجمن آمریکایی مهندسان سازنده وسایل سرمایش و گرمایش

I.S.A : Instrument Society of America

انجمن ابرار دقیق آمریکا

N.I.O.C : National Iranian Oil Company

شرکت ملی نفت ایران

N.P.C.S : National Petroleum Comp. Standard

استاندارد شرکت ملی نفت

 

استفاده از این متن با ذکر منبع بلا مانع است

وبلاگ مهندسی شیمی و تکنولوژی

http://ingche.persianblog.ir

 

+ نوشته شده در  پنجشنبه بیست و ششم مرداد 1391ساعت 3:8  توسط سعید انبارته  | 

مجموعه کارشناسی ارشد مهندسی مخازن و توليد گاز يکی از مجموعه های آموزش عالی است که شامل دروس نظری و پروژه تحقيقاتی در يکی از زمينه های مخازن گازی , حفاری و توليد منابع گاز و يا زمينه مشابه می باشد

اين مجموعه به گستردگی زمينه های پژوهشی و علمی مهندسی نفت وگاز در قالب رشته مهندسی مخازن و توليد است و با ساير رشته های مهندسی نظير مهندسی شيمی در ارتباط بوده و از دروس ارائه شده در آنها و پژوهش های ذيربط بهره می گيرد

: واحدهای لازم

تعداد کل واحدهای لازم برای گذرانيدن اين مجموعه 32 واحد آموزشی – پژوهشی می باشد . واحد های آموزشی شامل 18 واحد اصلی و 6 واحد اختياری است که با توجه به سوابق آموزشی دانشجو و پروژه تعريف شده بوسيله استادان راهنما تعيين می شود . تعداد واحدهای پژوهشی 8 واحد است که 2 واحد آن به شکل سمينار مشتمل بر مطالعات نظری , مرور بر نشريات و تهيه پيشنهاد پژوهشی در ارتباط با موضوعات پروژه می باشد و 6 واحد آن اختصاص به پايان نامه دارد

شرايط پذيرش دانشجو
الف – جنسيت : زن و مرد
: ب – رشته ها و مجموعه های مورد قبول
مهندسی نفت و مهندسی شيمی
ج – آزمون اختصاصی : دروس آزمون در جدول زير آمده است

جدول 1- دروس آزمون تخصصی

نام درس
رديف
ترموديناميك
1
زبان انگليسي
2
انتقال حرارت
3
انتقال جرم
4
رياضيات
5
مكانيك سيالات
6
مهندسی مخزن , خواص سيالات مخزن , خواص سنگهای مخزن
7

برنامه درسی
دروس ارائه شده شامل دروس جبرانی , اصلی و اختياری است

الف – دروس جبرانی
حداکثر تعداد واحدهای اين دروس 6 واحد طبق جدول 2 می باشد که اين واحدها در احتساب واحدهای لازم برای گذرانيدن اين دوره در نظر گرفته نمی شوند و ليست دروس در کارنامه دانشجو بدون احتساب نمره در معدل کارشناسی ارشد قيد می گردد و براساس دروس گذرانيده شده دوره کارشناسی توسط استاد راهنما مشخص می شود

جدول 2- دروس آزمون تخصصی

واحد
نام درس
رديف
3
مهندسی مخزن
1
3
خواص سنگها و سيالات مخزن
2

: تبصره 1
در صورت نياز بنا به تشخيص دانشکده درس زبان انگليسی بعنوان درس جبرانی به پذيرفته شدگان ارائه می گردد
: تبصره 2
لازم به ذکر است دروس جبرانی قبل از انتخاب دروس اصلی و انتخابی اجباری می باشد
: ب – دروس اصلی
عناوين اين دروس که کليه دانشجويان موظف به گذرانيدن آنها می باشند در جدول 3 مذکور است

جدول 3- دروس اصلی

پيش نياز
واحد
نام درس
رديف
رياضی مهندسی ليسانس
3
رياضيات مهندسی پيشرفته
1
مهندسی مخزن ليسانس
3
مهندسی مخازن گازی پيشرفته
2
مهندسی مخزن ليسانس
3
مهندسی حفاری
3
ترموديناميک ليسانس
3
ترموديناميک سيالات مخزن
4
مهندسی مخزن ليسانس
3
آزمايش و آناليز چاههای گازی
5
مهندسی مخزن ليسانس
3
عمليات بهره برداری از مخازن گاز
6

: ج – دروس انتخابی
حداقل 6 واحد درس از بين دروس مذکور در جدول 4 بنا به تشخيص استاد راهنما انتخاب می شود

جدول 4- دورس انتخابی

واحد
نام درس
رديف
2
تراکم , انتقال و توزيع گاز
1
2
مکانيک سيالات دوفازی
2
2
مديريت پروژه های نفت و گاز
3
2
طراحی و شبيه سازی فرآيندهای صنعت گاز به کمک کامپيوتر
4
2
اثرات محيط زيستی صنايع گاز
5
2
پديده های انتقال پيشرفته
6

پژوهش
پروژه پژوهشی پس از پايان نيمسال اول توسط استادان راهما تعيين می شود. مدت پژوهش حداقل يکسال تمام وقت می باشد

+ نوشته شده در  پنجشنبه بیست و ششم مرداد 1391ساعت 3:6  توسط سعید انبارته  | 

مجموعه کارشناسی ارشد مهندسی مخازن و توليد گاز يکی از مجموعه های آموزش عالی است که شامل دروس نظری و پروژه تحقيقاتی در يکی از زمينه های مخازن گازی , حفاری و توليد منابع گاز و يا زمينه مشابه می باشد

اين مجموعه به گستردگی زمينه های پژوهشی و علمی مهندسی نفت وگاز در قالب رشته مهندسی مخازن و توليد است و با ساير رشته های مهندسی نظير مهندسی شيمی در ارتباط بوده و از دروس ارائه شده در آنها و پژوهش های ذيربط بهره می گيرد

: واحدهای لازم

تعداد کل واحدهای لازم برای گذرانيدن اين مجموعه 32 واحد آموزشی – پژوهشی می باشد . واحد های آموزشی شامل 18 واحد اصلی و 6 واحد اختياری است که با توجه به سوابق آموزشی دانشجو و پروژه تعريف شده بوسيله استادان راهنما تعيين می شود . تعداد واحدهای پژوهشی 8 واحد است که 2 واحد آن به شکل سمينار مشتمل بر مطالعات نظری , مرور بر نشريات و تهيه پيشنهاد پژوهشی در ارتباط با موضوعات پروژه می باشد و 6 واحد آن اختصاص به پايان نامه دارد

شرايط پذيرش دانشجو
الف – جنسيت : زن و مرد
: ب – رشته ها و مجموعه های مورد قبول
مهندسی نفت و مهندسی شيمی
ج – آزمون اختصاصی : دروس آزمون در جدول زير آمده است

جدول 1- دروس آزمون تخصصی

نام درس
رديف
ترموديناميك
1
زبان انگليسي
2
انتقال حرارت
3
انتقال جرم
4
رياضيات
5
مكانيك سيالات
6
مهندسی مخزن , خواص سيالات مخزن , خواص سنگهای مخزن
7

برنامه درسی
دروس ارائه شده شامل دروس جبرانی , اصلی و اختياری است

الف – دروس جبرانی
حداکثر تعداد واحدهای اين دروس 6 واحد طبق جدول 2 می باشد که اين واحدها در احتساب واحدهای لازم برای گذرانيدن اين دوره در نظر گرفته نمی شوند و ليست دروس در کارنامه دانشجو بدون احتساب نمره در معدل کارشناسی ارشد قيد می گردد و براساس دروس گذرانيده شده دوره کارشناسی توسط استاد راهنما مشخص می شود

جدول 2- دروس آزمون تخصصی

واحد
نام درس
رديف
3
مهندسی مخزن
1
3
خواص سنگها و سيالات مخزن
2

: تبصره 1
در صورت نياز بنا به تشخيص دانشکده درس زبان انگليسی بعنوان درس جبرانی به پذيرفته شدگان ارائه می گردد
: تبصره 2
لازم به ذکر است دروس جبرانی قبل از انتخاب دروس اصلی و انتخابی اجباری می باشد
: ب – دروس اصلی
عناوين اين دروس که کليه دانشجويان موظف به گذرانيدن آنها می باشند در جدول 3 مذکور است

جدول 3- دروس اصلی

پيش نياز
واحد
نام درس
رديف
رياضی مهندسی ليسانس
3
رياضيات مهندسی پيشرفته
1
مهندسی مخزن ليسانس
3
مهندسی مخازن گازی پيشرفته
2
مهندسی مخزن ليسانس
3
مهندسی حفاری
3
ترموديناميک ليسانس
3
ترموديناميک سيالات مخزن
4
مهندسی مخزن ليسانس
3
آزمايش و آناليز چاههای گازی
5
مهندسی مخزن ليسانس
3
عمليات بهره برداری از مخازن گاز
6

: ج – دروس انتخابی
حداقل 6 واحد درس از بين دروس مذکور در جدول 4 بنا به تشخيص استاد راهنما انتخاب می شود

جدول 4- دورس انتخابی

واحد
نام درس
رديف
2
تراکم , انتقال و توزيع گاز
1
2
مکانيک سيالات دوفازی
2
2
مديريت پروژه های نفت و گاز
3
2
طراحی و شبيه سازی فرآيندهای صنعت گاز به کمک کامپيوتر
4
2
اثرات محيط زيستی صنايع گاز
5
2
پديده های انتقال پيشرفته
6

پژوهش
پروژه پژوهشی پس از پايان نيمسال اول توسط استادان راهما تعيين می شود. مدت پژوهش حداقل يکسال تمام وقت می باشد

+ نوشته شده در  پنجشنبه بیست و ششم مرداد 1391ساعت 3:6  توسط سعید انبارته  | 

1. مقدمه

روش آلیاژسازی مکانیکی اولین بار توسط بنیامین(Benjamin)  و همکاران‌اش در اواخر دهه شصت ِ قرن بیستم میلادی معرفی شد. آن‌ها این روش را به منظور تولید سوپرآلیاژهای پایه نیکلی استحکام یافته با ذرات اکسیدی به کار بردند.

طی این فرایند، ذرات پودری خام در اندازه چند میکرون تحت یک تغییر شکل پلاستیکی شدید قرار می‌گیرند و پیوسته متحمل جوش سرد و شکست می‌شوند. چنانچه پودر مورد استفاده از نظر ترکیب شیمیایی کاملاً همگن باشد (برای مثال پودر یک عنصر یا پودر یک آلیاژ) فرایند، آسیاب کردن مکانیکی (( Mechanical Milling (MM)نامیده می‌شود. در این حالت، هیچ‌گونه تغییری در ترکیب شیمیایی پودر اولیه صورت نمی‌گیرد و آلیاژسازی مکانیکی تنها منجر به تغییر در ساختار داخلی و اندازه ذرات پودر می‌گردد. سابقه تاریخی روش آسیاب کردن مکانیکی به سال 1987 برمی‌گردد. مزیت آن نسبت به دیگر روش‌ها، اجرای آسان و کم‌هزینه در مقیاس صنعتی است.

 

2. فرایند تولید پودر و پارامترهای اصلی فرایند

ابتدا مواد خام را به همراه گلوله و مواد کنترل فرایند(PCA یا Process Control Agent) ، در داخل محفظه آسیاب می‌ریزند. در اثر چرخش محفظه‌ی آسیاب، گلوله‌ها به مواد خام برخورد کرده، منجر به آسیاب شدن و خردتر شدن می‌شوند. در این بین نیز مواد خام به دلیل گیرافتادن بین گلوله‌ها بر اثر جوش سرد، پرس و به هم متصل می‌شوند و ذرات بزرگتری به وجود می‌آورند. شکل 1 به زیبایی نحوه پروسه را توضیح می‌دهد.

در اولین مراحل آلیاژسازی مکانیکی به دلیل نرم بودن ذرات پودر، مکانیزم غالب، جوش سرد می‌باشد و در نتیجه اندازه ذرات پودر افزایش می‌یابد که این افزایش تا چند برابر اندازه اولیه ذرات پودر گزارش شده است. با ادامه تغییر شکل و کار سخت شدن ذرات پودر، تمایل به شکست در ذرات پودر افزایش می‌یابد. در نتیجه در مرحله دوم آلیاژسازی مکانیکی، اندازه ذرات پودر کاهش می‌یابد. در مرحله سوم و پس از گذشت زمان معینی حالت پایا بین سرعت جوش سرد و شکست به وجود می‌آید. در این شرایط اندازه ذرات ثابت می‌ماند و تغییر نمی‌کند.

3. انواع آسیاب

آسیاب‌های ستاره‌ای  (متداول‌ترین نوع و محصول کارخانه Fritsh آلمان است)، شافتی(Attrition milling)، ارتعاشی( Shaker ball mill)، غلتشی( Tumbler mill )و مغناطیسی از متداول‌ترین آسیاب‌ها هستند( شکل 2).

آسیاب‌های سیاره‌ای یکی از انواع آسیاب‌های متداول در آلیاژسازی مکانیکی هستند که تا چند صد گرم پودر را در هر بار آسیاب می‌کنند. این نوع آسیاب شامل دو تا چهار محفظه است که روی یک دیسک نصب شده‌اند. محفظه‌ها حول محور عمودی خود دوران می‌کنند و به طور همزمان دیسک نگهدارنده محفظه‌ها نیز در جهت مخالف با چرخش محفظه‌ها دوران دارد. به این ترتیب، مطابق شکل (2-الف) محفظه دو نوع حرکت چرخشی خواهد داشت که در نتیجه گلوله‌های داخل محفظه آسیاب تا مسافتی به جداره داخلی آن چسبیده و در نقطه‌ای معین از جداره جدا شده و به سمت مقابل برخورد می‌کنند.

در آسیاب ارتعاشی چند گلوله داخل محفظه‌ای کوچک جای می‌گیرند و محفظه آسیاب که بر روی یک بازو محکم شده است با فرکانس بالا ارتعاش می‌کند (شکل 2-ب). در این آسیاب حرکات ارتعاشی در سه بعد صورت می‌گیرد به طوری‌که دامنه حرکت در یک بعد بیشتر از دو بعد دیگر است. اگرچه سرعت خطی گلوله‌ها در آسیاب گلوله‌ای سیاره‌ای بیشتر از آسیاب ارتعاشی است اما به دلیل فرکانس بالای ضربات در آسیاب ارتعاشی، این آسیاب نسبت به آسیاب ستاره‌ای، پرانرژی‌تر محسوب می‌شود.

آسیاب‌های غلتشی از یک محفظه استوانه‌ای بزرگ حاوی تعداد زیادی گلوله و یا میله تشکیل شده و ظرفیت بالایی در حدود 100-0.5 کیلوگرم دارا می‌باشند. محفظه به صورت افقی به وسیله دو غلتک چرخان می‌غلتد (شکل 2-ج). در این نوع آسیاب، گلوله‌ها بر اثر نیروی گریز از مرکز تا مسافتی به دیواره محفظه چسبیده و بالا می‌روند. سپس با غلبه نیروی جاذبه در ارتفاع مشخصی به پایین سقوط می‌کنند. با تغییر سرعت چرخش غلتک‌ها، سرعت آسیاب کرد نیز افزایش می‌یابد. اما بیش از یک سرعت بحرانی، نیروی گریز از مرکز بر جاذبه غلبه کرده و گلوله‌ها به جداره استوانه می‌چسبند.

آسیاب‌های شافتی همانند آسیاب‌های غلتشی دارای یک محفظه استوانه‌ای و تعداد زیادی گلوله بوده و ظرفیت تولید بالایی نیز دارند. در این نوع آسیاب‌ها، محفظه استوانه‌ای ثابت است و حرکت گلوله‌ها توسط تعدادی پروانه که بر روی یک شافت عمودی نصب شده‌اند، صورت می‌گیرد (شکل 2-د). بنابراین، کنترل درجه حرارت به وسیله عبور یک سیال در فاصله بین دو جداره محفظه به سهولت فراهم می‌گردد. اما آب‌بندی این گونه آسیاب‌ها برای انجام عملیات آلیاژسازی مکانیکی تحت شرایط خلأ یا اتمسفر خنثی مشکل است.

آسیاب مغناطیسی، عملکردی مشابه با آسیاب غلتشی دارد با این تفاوت که در این نوع آسیاب یک میدان مغناطیسی جایگزین نیروی جاذبه شده است (شکل 2-ه). این نوع آسیاب برای کاربردهای آزمایشگاهی مفید بوده و تا 100 گرم پودر را در هر مرحله آسیاب می‌کند.

آسیاب‌های غلتشی و شافتی نسبت به سایر آسیاب‌ها از انرژی کمتری برخوردار هستند اما به دلیل طرفیت بالای تولید، در مقیاس صنعتی قابل استفاده می‌باشند.

 

4. مواد کنترلی (PCA)

از آسیاب بدون PCA با توجه به جوش سرد نمی‌توان انتظار نانوپودر داشت. که شدت جوش سرد مواد داکتیل زیاد است، به طوری که در یک آسیاب گلوله‌ای معمولی، کمتر از 1% کاهش قطر پودر داریم و در آسیاب‌های گلوله‌ای ویژه،  این مقدار به یک درصد نمی‌رسد. برای حل این مشکل از PCA استفاده می‌کنیم. پس این مواد، مهم‌ترین عامل در رسیدن به نانوپودر هستند. اغلب آنها موادی آلی‌اند که جذب سطح شده، از آگلومره شدن (کلوخه‌ای شدن) آن‌ها جلوگیری می‌نماید.

محدوده‌ی ترکیبی این مواد وسیع است (می‌توان از مواد مختلفی استفاده کرد). از مهم‌ترین آن‌ها می‌توان هگزان، اسید استریک (نوعی اسید آلی)، متانول و اتانول را نام برد. تحقیقات نشان داده است که میزان حضور PCAها منجر به کاهش نمایی اندازه‌ی ذرات می‌شوند. به عنوان مثال وقتی 1% وزنی اسید استریک به آلومینا اصافه کنیم، بعد از 5 ساعت اندازه ذرات 500 میکرومتر ولی اگر 3% اضافه کنیم در همین مدت به ذراتی با اندازه‌ی 10 میکرومتر خواهیم رسید.

هم‌چنین این مواد بر روی فاز نهایی، میزان حلالیت جامد و تغییرات میزان و نوع ناخالصی مؤثرند. البته بعضی مواقع محصولات جانبی واکنش‌های آسیاب خود به عنوان PCA عمل می‌کنند؛ این حالت از نظر کنترل فرایند و آلوده نکردن محصول، بهترین حالت است. به عنوان مثال، در تولید زیرکونیا، کلرید زیرکونیوم را با منیزیا وارد آسیاب کرده، که در نتیجه داریم:

   ZrCl4 + 2MgO = ZrO2 + 2MgCl2

محصول جانبی واکنش (کلرید منیزیم) به عنوان یک PCA عمل می‌کند و از به هم چسبیدن ذرات منفرد و نانوکریستال زیرکونیا ممانعت به عمل می‌آورد، و در پایان به راحتی با یک شستشو از محصول جدا می‌شود.

 

 

                                                                                                            گردآوری: مریم ملک دار

+ نوشته شده در  پنجشنبه بیست و ششم مرداد 1391ساعت 3:5  توسط سعید انبارته  | 

حفاظت از جوامع شهری و روستایی در برابر آلاینده های زیست محیطی مستلزم انجام تحقیقاتی برای شناخت انواع آلاینده ها، منابع تولید آنها و همچنین در نظر گرفتن راهکارهای مناسبی برای کنترل و مهار آلودگی ها در محیط است. با توجه به این که رفع آلودگی های محیط زیست که می تواند پیامدهای نامطلوبی را در زندگی انسان ها و دیگر موجودات زنده ساکن این کره خاکی به همراه داشته باشد، نیازمند تعلیم و آموزش نیروهای متخصص در این زمینه است، بنابراین انجام تحقیقات پژوهشی که بتواند به روش های جدید و موثر برای مبارزه با آلودگی در محیط زیست دست یابد از اهمیت و ضرورت بسیار زیادی برخوردار است و به همین علت تاکنون مطالعات بسیاری در این زمینه از سوی محققان کشور انجام شده که اجرایی شدن آن می تواند نقش مهمی در سنجش، شناخت، کنترل و کاهش آلاینده هایی مانند آلودگی های نفتی، شیمیایی و میکروبی و همچنین بررسی اثرات مخرب آن بر محیط زیست داشته باشد.

آلودگی یکی از مهم ترین پیامدهای ناشی از زندگی جوامع انسانی است که محیط اطراف ما را تحت تاثیر خود قرار داده و زمینه مناسبی برای تهدید زندگی انسان ها به وجود آورده است، اگر چه ممکن است مفهوم آلودگی از نظر افراد مختلف متفاوت باشد، اما به طور کلی می توان گفت هر عاملی که وجود آن در محیط زیست به نحوی در چرخه طبیعی اختلال به وجود آورد و حیات انسان، حیوان یا گیاه را در معرض تهدید قرار دهد، آلودگی به شمار می آید. آلودگی آب ها، آلودگی هوا، آلودگی صوتی، دیداری و نوری نوعی آلودگی محسوب می شوند که به نوعی متفاوت محیط زیست را تهدید می کنند. با توجه به این که آلودگی هوا و آب ها آثار جبران ناپذیری در زندگی انسان ها داشته اند بیشتر تحقیقاتی که در این زمینه انجام شده است منابع به وجود آورنده این 2 نوع آلودگی را مورد بررسی قرار داده اند و دیگر انواع آلودگی ها کمتر مورد توجه قرار گرفته، در نتیجه افراد کمتر با آن آشنایی دارند.

بررسی های انجام شده درباره غلظت آلاینده ها در نقاط مختلف شهرهای بزرگ نشان می دهد که در بسیاری از ساعات شبانه روز هوایی را تنفس می کنیم که از نظر سطح مونواکسید کربن و دیگر آلاینده های زیست محیطی آلوده است که این آلودگی ارمغانی از صنعت و فناوری است که نقش مهمی در رشد اقتصادی کشورها دارد.

مونواکسید کربن گازی بی رنگ، بی بو و بی مزه است که از احتراق ناقص مواد سوختنی حاوی کربن به وجود می آید و وسایل نقلیه موتوری، منبع اصلی تولید کننده این گاز در شهرها هستند.

اگرچه فعالیت های صنعتی و احتراق ناقص سوخت در تاسیسات تجاری و حرارتی نیز می توانند منجر به تولید گاز مونواکسید کربن شوند، اما تولید آن در مقایسه با آلودگی ناشی از مونواکسید کربن در نتیجه عبور وسایل نقلیه موتوری در سطح شهرها چندان قابل توجه نخواهد بود. میزان ترکیب مونواکسید کربن با هموگلوبین خون که نقش مهمی در انتقال اکسیژن به بافت های بدن دارد، در مقایسه با اکسیژن 200 برابر است، بنابراین تنها وجود مقادیر اندکی از این گاز در هوا و ترکیب آن با هموگلوبین خون موجب ایجاد ترکیب پایداری در خون می شود که مقدار هموگلوبینی که اکسیژن را به بافت های مختلف بدن می رساند، کاهش می دهد و مانع از جدا شدن اکسیژن و هموگلوبین از یکدیگر می شود.

وجود گاز آلاینده منواکسید کربن در خون، فشار نسبی گاز اکسیژن را نیز کاهش می دهد که این عامل سبب کاهش نیروی محرکه انتشار در بافت های بدن خواهد شد. چنین تغییراتی، سبب ایجاد مسمومیت ها و حساسیت هایی در بدن انسان می شود که تضعیف اعصاب مرکزی، حساسیت به نور و کاهش بینایی، عدم تشخیص زمان و کاهش توانایی در کنترل حرکات ارادی بدن از پیامدهای آن هستند.

بهبود انتخاب پذیری کاتالیست ها

به گفته مهندس سعید جعفری، کارشناس ارشد بهداشت حرفه ای از دانشگاه تربیت مدرس و مجری این طرح تحقیقاتی، مواد کاتالیتیکی از قدیمی ترین مواد نانوساختاری هستند و امروزه کاربرد کاتالیست ها در حوزه های گوناگونی مورد توجه قرار گرفته است. یکی از مهم ترین کاربردهای کاتالیست ها، استفاده از آنها در حذف آلاینده های زیست محیطی و صنعتی است که کاربرد موثر این گروه از مواد در فرآیندهای کاتالیستی به نوع، ماده کاتالیستی مورد استفاده بستگی دارد. فعالیت، گزینش و پایداری مجموعه عواملی هستند که در موثر بودن کاتالیست ها نقش بسیار مهمی دارند. کاتالیزور نوعی ترکیب شیمیایی است که اثر تسریع کنندگی و جهت دهندگی بر پشرفت واکنش هایی دارد که از نظر ترمو دینامیکی انجام آنها امکان پذیر است.

کاتالیزورهای محلول در محیط واکنش را کاتالیزور همگن و کاتالیزورهای فازی مجزا از فاز واکنش را کاتالیزور ناهمگن می نامند. بیشتر کاتالیزورهای ناهمگن، کاتالیزورهای جامدی هستند که در نتیجه تماس آن با مواد مایع یا گازی واکنش دهنده، تغییراتی در آنها ایجاد می شود. کاتالیزورهای ناهمگن را کاتالیست می نامند. کاتالیستهای پیشرفته امروزی به صورت مواد کریستالی متشکل از منافذی در ابعاد نانو طراحی می شوند. با کنترل دقیق اندازه کریستال ها، مساحت سطوح، مواد تشکیل دهنده و همچنین ساختار و اندازه منافذ می توان فعالیت، گزینش و پایداری این کاتالیست ها را مؤثر برای انجام واکنش های گوناگون تبدیل کرد. انتخاب پذیری یا گزینش مواد، یکی از مهم ترین خواص و ویژگی های کاتالیست هاست. به عبارت دیگر، کاتالیست ها باید بتوانند از میان صدها واکنشی که ممکن است انجام شود، واکنش مورد نظر را تسریع کنند.

امروزه مشکلات ناشی از آلاینده های زیست محیطی که از منابع مختلف در هوا منتشر می شوند، به یک نگرانی عمومی در جوامع تبدیل شده است و مسوولان در تلاشند به کمک محققان و متخصصان، راهکارهایی مناسب را در این زمینه به مرحله اجرا درآورند. گاز منواکسید کربن که پیش از این درباره آن توضیحاتی داده شد، یکی از مهم ترین گازهای آلاینده هوا در شهرها و محیط های صنعتی است. در شهرها عمده ترین منبع تولید کننده این گاز، خروجی خودروهاست که حدود 85 تا 95 درصد کل منواکسید کربن موجود در محیط را تولید می کنند. موثرترین روش حذف این گاز، اکسیداسیون کاتالیستی آن به گاز بی اثر دی اکسید کربن است. مبدل هایی که هم اکنون برای حذف آلاینده های خروجی خودروها استفاده می شوند، محدودیت هایی دارند که یکی از مهم ترین شان عدم کارآیی آن هنگام شروع فصل سرما و کاهش دمای هواست.

غلبه بر محدودیت ها

به گفته جعفری، یکی از روش هایی که برای از میان برداشتن چنین موانعی مورد استفاده قرار می گیرد به کار بردن کاتالیست های نانوساختاری است که حتی در دمای پایین نیز از کارآیی مناسبی برخوردارند.

یکی از کاتالیست هایی که با توجه به خاصیت انتخاب پذیری مناسب و فعالیت مطلوب برای حذف کار مونواکسید کربن بتازگی مطرح شده، نانو ذرات طلاست. مهم ترین ویژگی نانو ذرات، بالا بودن نسبت سطح به حجم در این گروه از مواد و ذرات است. با استفاده از این خاصیت می توان کاتالیزورهای قدرتمندی در ابعاد نانو تولید کرد که می توانند عملکرد واکنش های شیمیایی را به میزان قابل توجهی افزایش دهند و از تولید مواد زائد در واکنش های جلوگیری کنند.

تغییر خواص فیزیکی مواد با آرایش اتمی، اندازه جامد و ترکیب شیمیایی آنها ارتباط مستقیم دارد. نانو ذرات طلا از محلول حاصل از اسیدشویی که در مرحله نهایی طلاسازی به دست آمده تولید می شود و امروزه از این ذرات در وسایل نوری، الکترونیک، بیوشیمی و همچنین در زمینه بیوتکنولوژی استفاده می شود.

ویژگی مهم کاتالیست های با پایه طلا، اکسیداسیون مونواکسید کربن در دماهای پایین است و این نوع کاتالیست ها حتی تا دمای منفی 70 درجه سانتی گراد نیز فعالیت دارند. عوامل زیادی فعالیت کاتالیست ها را تحت تأثیر قرار می دهند که از میان آنها می توان به اندازه نانوذرات طلا، خصوصیات پایه، روش های آماده سازی و شرایط پیش ازعملیات اشاره کرد، مهم ترین عامل تأثیرگذار بر فعالیت این کاتالیست، اندازه ذرات طلاست، به طوری که نانوذرات طلا به اندازه 3 میلی متر در واکنش اکسیداسیون مونواکسید کربن دارای بیشترین فعالیت هستند.

خصوصیات پایه یکی از عوامل تعیین کننده میزان فعالیت کاتالیست هاست، موارد گوناگونی به عنوان پایه نانو ذرات طلا مورد استفاده قرار می گیرند. اکسید تیتانیوم و اکسید آهن از پایه های فعال و هیدرواکسید منیزم، اکسید آلومینیوم و سیلیکا، فیبرهای کربن فعال و زئولیت (مواد معدنی حاوی سیلیکات) از پایه های خنثی هستند که در ساخت نانوذرات طلا استفاده می شوند. ویژگی متمایز زئولیت ها در مقایسه با دیگر موادی که به عنوان پایه مورد استفاده قرار می گیرند این است که این نوع پایه خنثی به دلیل داشتن مساحت سطح بالا از توانایی چشمگیر و قابل توجهی در تبادل یونی و پایدار کردن ذرات کوچک طلا از طریق تثبیت آنها در قفس های کوچک ساختار زئولیت برخوردار است و در این طرح تحقیقاتی نیز از انواع مختلف کاتالیست زئولیت برای اکسیداسیون منواکسید کربن استفاده شده است که هر کدام به طور جداگانه مورد بررسی قرار گرفته اند.

نتایج حاصل از ارزیابی فعالیت کاتالیست ها نشان می دهد که وجود یون سدیم سبب می شود نانو ذرات طلا با اندازه ای بهینه و مناسب روی سطوح و همچنین درون منافذ ساختاری زئولیت ها تشکیل شوند. در صورتی که مقدار سدیم مناسب باشد کاتالیست مورد نظر بدون انجام هیچ گونه مراحلی فعال شده و تنها افزایش دما سبب خواهد شد فعالیت کاتالیست تا حدودی کاهش یابد.

جعفری در پایان خاطرنشان کرد که برای فعال سازی کاتالیست های نانو ذرات طلا بر بعضی مواد پایه از جریان هیدروژن در دمای بالا به عنوان پیش عملیات استفاده می شود که می تواند نقش مهمی در بهبود عملکرد اجرای طرح برای کاهش آلودگی ناشی از انتشار گاز مونواکسید کربن در محیط داشته باشد. این طرح تحقیقاتی با راهنمایی دکتر حسن اصیلیان و دکتر حسین کاظمیان در دانشگاه تربیت مدرس انجام شده است و شاید راه جدیدی را در حل مشکلات زیست محیطی باز کند.

 

منبع: روزنامه جام جم

+ نوشته شده در  پنجشنبه بیست و ششم مرداد 1391ساعت 3:2  توسط سعید انبارته  | 

 

صنعت نساجی،‌در حد تمدن بشری قدمت دارد و البسه بزرگ و یا نسبتاً‌پایدار،‌هسته مسلم آن به شمار می رود،‌اما این محصولات از پرده اتاق تا کایت تفریحی متنوع است . فناوری نانو‌،پتانسیل بزرگی برای تولید مواد ساخته شده از الیافی دارای کیفیت های نو،‌مواد آرایشی و ورزشی دارد. نانو لوله ها ممکن است روزی به صورت نانو الیاف بافته شده،‌قدرتی فوق العاده یابند.

در حال حاضر کاربرد تجاری شده اصلی فناوری نانو در نساجی عبارت است از اتصال نانو الیاف
(یا نانو موها) به الیافی در الیافی در مقیاس بزرگ،‌ تا ماده ای مقاوم به روغن و آب به دست آید. پیشگام این فناوری Nano- Tex است،‌که جواز این فناوری را به چندین شرکت در سراسر دنیا داده است. در هر حال اگر چه این کار بسطی از شیمی پلیمر است،‌ولی خواص مواد حاصل کاملاً‌تابع نانو ساختار آنها است. این روش همچنین برای بهبود بافت و تنفس بافت و تنفس پذیری1پوشاک مصنوعی همچون نایلون به کار رفته است.

1-Breathability

ریسیدن الیاف با مقیاس نانو- که می تواند شامل نانو ذرات یا حتی نانو لوله ها باشد- امکان پذیر است و این منجر به بهبود های قابل ملاحظه ای در استحکام و خواص احتمالی دیگر،‌همچون مقاومت به آتش،‌رسانایی الکتریکی ( با کاربردهای احتمالی در مواد هوشمند) یا حتی نمای ظاهری منسوجات می شود. اگر چه هنوز چنین کاربردهایی در بازار وجود ندارند،‌اما این فناوری وجود دارد. با این حال بازار منسوجات معمولاً‌روی حاشیه های سود بسیار اندک کار می کنند؛‌لذا هر خصوصیت جدیدی باید هزینه ورودی کمی داشته باشد. اگر چه نانوالیاف تاکنون در مصارفی همچون فیلتر ها به کار رفته و مدتی خود را حفظ کرده اند،‌اما آن ها همچنان باید به بازار منسوجات نفوذ کنند.

ایده خلق منسوجات حاوی نانو لوله های کربنی مورد علاقه سیستم های نظامی است؛ چون می تواند مواد ضد گلوله ای فراتر از کولار2 را موجب شود. در این مورد یک شرکت ژاپنی تولید کننده لباس زیر3در طی سال گذشته خبرهای زیادی را منتشر کرده ،‌و مدعی شده ،‌به فرآیند تجاری تولید نانو لوله های کربنی دست یافته است و فروش سالانه 80 میلیون دلار را در دو سه سال آینده پیش بینی کرد. با این حال تولید یک محصول بازاری از آن هنوز نیاز به کار دارد. ارتش آمریکا، ‌مشخصاً‌ به دنبال البسه نوینی برای یونیفورم سربازان است؛ البته نه فقط برای محافظت در برابر گلوله،‌بلکه همچنین برای مقابله با تهدیدات شیمیایی و زیستی- که سنسورهایی را برای نمایش علایم حیاتی سرباز،‌یا تغییر رنگ مورد نیاز ( موردی که بی شک کاربردی تجاری خواهد یافت) یکپارچه می سازد. کاری که ارتش آمریکا می کند،‌بر خلاف روش Nano- Tex شامل بافتن واقعی نانوالیاف است و مرکز سرباز ناتیک نیروی زمینی آمریکا معتقد است طی دو سال به لباسی محافظ در برابر عوامل شیمیایی منتهی خواهد شد.

کاربرد عملی تر،‌اما کوتاه مدت دیگر استفاده از نانو ذرات برای کپسوله کردن مواد ضد میکروبی در پوشاک جهت حفظ"تازگی" در آن ها است.

2- kevalar

3- Gunzo Sangyo

با توجه به پایه تولیدی فعلی- که همچنان به شدت بر جهان سوم تکیه دارد- فرصت های بازار منسوجات به نظر در مواردی خاص محدود خواهدماند. موادی که در برابر لکه مقاوم اما همچنان نیازمند شستشو ی باشند،‌علیرغم داشتن جذابیت،‌بازار محدودی را معنی می دهند. البسه فوق قوی به واقع بازارهایی را پیدا خواهند کرد،‌اما در مواردی کاملا خاص مانند جلیقه های ضد گلوله یا بالن های هواشناسی و احیاناً چتر های نجات و کایت های تفرحی.

احتمال کاربرد نانو الیاف در فیلتراسیون و مواد کامپوزیتی4 بیش از بازار منسوجات است. در هر صورت، خواص تعویق آتشگیری کامپوزیت های سیلیکات نانو ذره ای می تواند به خوبی مصارفی در سرویس خواب،‌ پرده ها و غیره پیدا کند.

نانو الیاف پلیمر کار بردهای زیادی در علوم مختلف مهندسی از جمله نساجی، کامپوزیت، پزشکی و..... دارد بیش از یک قرن است که الیاف پلیمری شناخته شده و در زندگی بشر کار برد دارند – خواص فیزیکی این الیاف بیشترین تأثیر را از قطر این الیاف می پذیرد . بنابراین با کاهش قطر این الیاف در حد نانو خواصی ویژه ای نظیر افزایش نسبت سطح به حجم کاهش حفره ها و کاهش نقایص و ساختاری در این مواد ظاهر می شود که آنها را بسیار کارآمد می کند.

 نانو نساجی

صنعت دیگری که به واسطه فناوری نانو تکان خواهد خورد صنعت نساجی است. هم اکنون شرکت های بسیاری در تلاشند تا پارچه های هوشمندی بسازند که ویژگی های خود را با توجه به شرایط محیطی تغییر داده وحتی مراقب علایم حیاتی بدن باشند. هم اینک شاهد تولید پارچه هایی بر مبنای فناوری نانو در بازار جهانی هستیم که نسبت به آب، چروک و تنش بسیار مقاومند. به عنوان نمونه پارچه های شرکت صنعتی پارچه بافی سوئیس، ضد آب و ضد لک بوده و چربی های روی آنها خود به خود از بین میرود.

4- ترکیباتی از فلزات ، سرامیک ها پلیمر و مواد زیستی که رفتار چند گانه ای می توانند از خود بروز دهند composites

این پارچه ها از طبیعت الهام گرفته و تولید آنها با نانو تکنولوژی تحقق یافته است. برگ های برخی گیاهان ( مثل نیلوفر آبی) ، پوست سوسک و بال حشرات همیشه تمیز باقی می مانند زیرا ناهمواری های بی نهایت کوچک روی سطوح آنها  مانع از چسبیدن ذرات گرد وخاک به این سطوح شده و کوچکترین بارشی سطح آنها را پاکیزه می کند. با به کار گیری فناوری نانو در پارچه ها ، ساختار سه بعدی خاصی بر روی سطوح ایجاد شده و سطح تماس برای ذرات گرد و خاک محدود می گردد. ذرات باقیمانده بر روی سطح، در قطرات آب معلق شده و به آسانی توسط این قطرات خارج می گردند.

در حال حاضر برخی از متخصصان نانو تکنولوژی در حال کار بر روی مواد و پارچه های هوشمندی هستند که علاوه بر توانایی استتار خود، بتوانند پارگی های خودشان را نیز ترمیم کنند. اصل این کار بر مبنای موادی است که می توانند بر اساس نوری که به آنها می رسد و اکنش های مختلفی از خود نشان دهند. هم اکنون این کار فقط از عهده مواد طبیعی بر می آید و سیستم های مصنوعی یا سنتزی از این قابلیت بی بهره اند. به همین دلیل نانو تکنولوژیست ها قصد دارند از بعضی از ارگانیسم های زنده ( نظیر برخی ماهی ها و دیگر موجودات دریایی مثل هشت پا ) تقلید کنند.


استفاده ی تایلند از نانو تکنولوژی در تولید نوع جدیدی از ابریشم

هر پیله ی کرم ابریشم چیزی در حدود 800 متر فیبر ابریشم دارد ( تار عنکبوت و فیبر های ابریشم به عنوان قویترین فیبرها شناخته شده است) دانشمندان و بیولوژیست های فراوانی به تخمین در زمینه ی شناسایی نوع پروتئین تشکیل دهنده ی این فیبر ها پرداخته اند. نانو تکنولوژی در جهت بهبود کیفیت ابریشم نیز به کار گرفته شده است. به این ترتیب که مهندسان تایلندی دانشگاه چیانگ می اظهار دارند که با استفاده از روش پلاسما ابریشم را روکش نمایند و رد نتیجه به تولید ابریشیم برسند که گرد و غبار کمتری به خود جذب می کند. آنها با این عمل تولیدات سه کشور صادر کننده ی اتریش یعنی ایتالیا، هند وچین را تحت شعاع قرار می دهند.

 

 

 

ارتش آمریکا در برنامه های آتی خود از نانو تکنو لوژی استفاده می کنند

دکتر میشل اندرو معاون پژوهشی و تکنولوژی ارتش آمریکا در مصاحبه با "اینترنشنال یونایتدپرس" اعلام کرد نخستین گام ارتش در نانو تکنولوژی توسعه لباس های اونیفورم ایمن و هوشمند برا ی سربازان است و اولین قدم د رتوسعه اونیفورم ها استفاده از نانو مواد برای تلفیق الکترونیک، کامپیوتر،‌دستگاه ها و ذخیره انرژی در آنهاست. دکتر اندرو اظهار داشت برای مثال امروزه برای متوقف نمودن گلوله کالیبر 45 به یک قطعه به وزن10-15 پوند بر فوت مربع نیاز است در صورتیکه با استفاده از نانو تکنولوژی قادر خواهیم بود همان گلوله را با یک سطح نازک و سبک مثل ورق کاغذ متوقف کنیم . وی در جواب این سوال که آیا کشوره های دیگر روی نانو تکنولوژی کار می کنند پاسخ داد تا جایی که من اطلاع دارم در حال حاضر مراکز نانو تکنولوژی در ارتش کشورهای اسرائیل و فرانسه تاسیس شده است.

+ نوشته شده در  پنجشنبه بیست و ششم مرداد 1391ساعت 3:0  توسط سعید انبارته  | 

در جواب به این سوال ابتدا به معرفی این نوع فولاد می پردازیم.
فولادهای زنگ نزن (S.S) طبق دسته بندی موسسه آهن و فولاد امریکا (AISI) به دو گروه سری 300-200 و سری 400 طبقه بندی می شوند که هر سری شامل چندین فولاد با رفتارهای مختلف می باشد.
فولادهای زنگ نزن سری 300-200 آستنیتی (Austenitic) می باشند که بسیار چقرمه (tough) و نرم (ductile) بوده و نیازی به عملیات حرارتی ندارند در نتیجه این فولادها برای جوشکاری مناسب اند و تحت شرایط عادی اتمسفری نیازی به آنیله شدن ندارند.

این فولادها در برابر خوردگی مقاومند و معمولا غیر مغناطیسی هستند و فقط از طریق کار سرد (cold work) سخت میشوند.

محدوده کربن در این فولادها 0.08 تا 0.25 درصد، میزان کروم 16 تا 26 درصد و میزان نیکل 6 تا 22 درصد است.

آنچه که در نوع 316 باعث تمایز آن نسبت به انواع دیگر فولاد S.S همچون 304 شده وجود میزان حداکثر 3 درصد مولیبدنیوم  در آن می باشد.مولیبدنیوم مقاومت خوردگی این آلیاژ کروم-نیکل را در برابر تخریب اکثر مواد و حلالهای شیمیایی صنعتی بالا برده و همچنین در برابر خوردگی حفره ای (pitting) حاصل از کلرایدها مقاومت میکند.به همین خاطر نوع 316 مهمترین فولادی است که در محیطهای دریایی استفاده میگردد.

Type Analysis of Stainless Type 316:

دو عامل مهم در خوردگی این نوع فولادها یکی حساس شدن (sensitization) و عامل دیگر که باعث زنگ زدن جوشهای آن می شود اکسید زدایی نکردن آن می باشد.حال هر کدام بطور مختصر توضیح داده می شود.

حساس سازی یا حساس شدن (sensitization):

رسوب (ته نشین شدن) کرباید در مرز دانه ها ،هنگامی که فولادهای زنگ نزن آستنیتی در یک بازه زمانی در محدوده دمای بین  425 تا 870 درجه سانتیگراد(800 تا 1600 درجه فارنهایت) حرارت داده می شوند(بخصوص در جوشکاری) را حساس شدن می گویند.

مدت زمانی که فولاد در این دما قرار میگیرد مقدار کرباید رسوب شده را تعیین میکند.وقتی کرومیوم کرباید در مرز دانه ای رسوب میکند نواحی کناری فورا از کروم تهی میشود.در صورتیکه این ته نشینی و تهی سازی نسبتا پیوسته باشد ،فولاد را نسبت به خوردگی بین دانه ای (intergranular corrosion) مستعد می سازد.همچنین حساس شدن مقاومت فولاد را در برابر انواع دیگر خوردگی همچون خوردگی حفره ای (pitting) ،خوردگی شکافی (crevice corrosion) و ترک خوردگی تنشی(SCC) کاهش میدهد.

روش جلوگیری از sensitization

با استفاده از منحنی های حساس سازی دما-زمان میتوان از حساس شدن جلوگیری نمود و تاثیر میزان کربن را روی این پدیده مشاهده نمود.در شکل پایین نمونه ای از این منحنی ها را برای فولاد ۳۰۴ را مشاهده می تمایید.

روش دیگر جلوگیری از حساس شدن استفاده از فولادهای پایدار( stabilized steels) همچون 321 و 347 میباشد.اینگونه فولادهای زنگ نزن محتوی تیتانیوم (

titanium) و یا نیوبیوم(niobium) بوده که میل به ترکیب با کربن دارند و به آسانی کرباید تشکیل میدهند،این موضوع باعث میشود حتی وقتی در طولانی مدت در معرض دمای sensitization قرار بگیرد کروم در حلال باقی بماند .

تنها راه حل اصلاح فولادهای زنگ نزن حساس شده، آنیله کردن آن می باشد.

در جلسات بعد اسید شویی(pickling) و غیر فعال سازی (passivation) فولادها شرح داده خواهد شد.

مجله علمی کائسنا

+ نوشته شده در  پنجشنبه بیست و ششم مرداد 1391ساعت 2:50  توسط سعید انبارته  |