payamvha/North_RAG huggingface dataset:
اندازه‌گیری دقیق سرعت آلتراسونیک مورد مطالعه قرار می‌گیرد زیرا خزش خواص الاستیک ماده را و سرعت صوتی را تغییر می‌دهد. شکل زیر نتیجه بررسی نمونه خزش یافته Si3N4 با امواج طولی آلتراسونیک را نشان می‌دهد که در دمای ۱۳۰۰ درجه سانتی گراد به مدت ۲۰۰ ساعت تحت تنش‌های مختلف خزشی قرار داشته است. بیوسرامیک‌ها. علاقه‌مندی به استفاده از سرامیک‌ها برای کاربردهای بیولوژیکی به دلیل سختی بالا، مقاومت به خزش، روانکاری خوب و اصطکاک پایین است. چهار ماده سرامیکی که هم‌اکنون مورد استفاده قرار می‌گیرید شامل آلومینا، زیرکونیا،
استفاده قرار می‌گیرید شامل آلومینا، زیرکونیا، تتراکلسیم بتا و کلسیم هیدروکسی آپاتیت است. از این رو شناسایی عیوب این مواد از طریق غیر مخرب بسیار مهم است که روش‌های بحث شده کاربردی در این زمینه‌اند. شناسایی عیوب کامپوزیت‌های زمینه سرامیکی. این نوع سرامیک‌ها سختی کار شناسایی عیوب را به دلیل ساختار پیچیده خود برای آزمون غیر مخرب به وجود می‌آورند. گفتنی است که تفاوت بارز میکروساختاری کامپوزیت‌های زمینه سرامیکی با سرامیک‌های یکپارچه را می‌توان با دیدن ساختارهای فیبری موجود در کامپوزیت توجیه کرد که شکل زیر به چند
موجود در کامپوزیت توجیه کرد که شکل زیر به چند نمونه از آن پرداخته است. همچنین در مقایسه با سرامیک‌های یکپارچه، خواص مکانیکی متفاوتی را از خود نشان می‌دهند که تحت عنوان شناخته می‌شود. عیوب قابل مشاهده در کامپوزیت‌ها را که عموماً منطقه عیوب(Flaw Regions) می‌گویند عبارت است از: در ادامه، به بررسی پیشرفت‌های موجود در آزمون غیر مخرب در این حوزه پرداخته می‌شود. اطلاعات در حین فرایند. برای بیشتر سرامیک‌های کامپوزیتی مرحله فرایند را برای بررسی انتخاب می‌کنند زیرا امکان استفاده از کوپل مایع برای آزمون آلتراسونیک
امکان استفاده از کوپل مایع برای آزمون آلتراسونیک وجود ندارد و این به دلیل این است که جذب آب، خود را می‌تواند به عنوان یک عیب نشان دهد. از این رو تکنیک‌های مورد استفاده برای این آزمون شامل روش غیر تماسی مانند آلتراسونیک با کوپل هوا (Air-coupled ultrasonic)، تصویربرداری حرارتی()، تصویربرداری پرتو ایکس از مدالاسیون‌های مختلف(X-ray imaging of various modilities)، یا روش‌های محدود تماسی مانند آلتراسونیک صوتی(Acousto-ultrasonic) و روش‌های رزوناسنی است. تصویربرداری حرارتی. روش تصویربرداری حرارتی اخیراً با
حرارتی. روش تصویربرداری حرارتی اخیراً با به‌کارگیری شناساگرهای آرایه‌ایی با صفحه کانونی قدرتمند(high-performance focal-plane array detectors) بروز رسانی شده است. این روش فرض می‌کند که صفحه جلویی نمونه لحظه‌ایی حرارت می‌بیند. میزان نرخ هدایت حرارتی در نمونه به نفوذ حرارتی ماده مربوط است که با تعیین اندازه نرخ افزایش دما در صفحه پشتی نمونه به‌دست می‌آید. نمودار زیر که بر حسب دمای صفحه پشتی نمونه(T) با زمان(t) به ضخامت نمونه (L) جایی که TM بیشترین دمای صفحه پشتی است به صورت تئوری پیش‌بینی شده است: یک روش برای
است به صورت تئوری پیش‌بینی شده است: یک روش برای تعیین نفوذ حرارتی روش نیمه زمانی افزایشی(half-rise-time) T1/2 است. وقتی که نسبت T به TM به نصف برسد(T/TM=۰٫۵)، نفوذ حرارتی (α)، با فرمولα = 1.37L^۲/π^2t1.۲ به‌دست می‌آید. میزان دقت این روش را می‌توان با استاندارد تنظیم کرد. آلتراسونیک با کوپل هوا. این روش به نسبت روش‌های دیگر تقریباً جدید است که با پیشرفت در پیزوالکتریک‌ها و سیگنال‌های دیجیتالی بسیار کاربرپسندتر شده است. روش به این صورت است که وقتی یک موج صوتی در ماده نفوذ می‌کند توسط عیوب پراکنده می‌شوند.
در ماده نفوذ می‌کند توسط عیوب پراکنده می‌شوند. ناحیه شامل عیوب (مانند حفرات و مناطق لایه لایه شده) با اندازه‌های مختلف سیاه/سفید، بر روی عکس نمایان می‌شوند. اثر رزونانس صوتی. در بسیاری از کاربرد کامپوزیت‌های سرامیکی، رفتار میرایی و فرکانس رزوناسن مهم است. در کل دو روش اصلی برای تعیین فرکانس رزونانس یک ترکیب یا زیرترکیب(subcomponent) می‌توان به کار بست که شامل تحرک پیوسته با فرکانس روبش شده در حالی که لرزش ترکیب اندازه‌گیری می‌شود یا با استفاده از تحرک تأثیر تند همراه با یک روش برای شناسایی لرزش‌های ایجاد
تند همراه با یک روش برای شناسایی لرزش‌های ایجاد شده است. شکل زیر شماتیک دیاگرام یکی از روش‌های رزونانس صوتی را نشان می‌دهد. شناسایی عیب لایه لایه‌شدگی. شناسایی این نوع عیب در کامپوزیت‌های سرامیکی به چندین روش انجام می‌شود که انتخاب روش بستگی به زمینه کامپوزیت و مواد آن (مانند اکسیدی یا غیر اکسیدی)، حضور پوشش‌های محافظ و اندازه قطعه دارد. تشخیص این عیب در ذوب نفوذ(MI) SiC/SiC، نفوذ بخار شیمیایی(CVI) SiC/SiC، فرایند اشباء سازی پلیمری(PIP) SiC/SiC ,C/SiC(CVI), C/C و اکسیدهای نفوذی سل-ژل اثبات شده است که با
C/C و اکسیدهای نفوذی سل-ژل اثبات شده است که با روش تصویربرداری حرارتی و آلتراسونیک با کوپل هوا قابل بررسی است. شناسایی تخلخل‌ها. اکثر سرامیک‌های کامپوزیتی برای استفاده در دمای بالا طراحی شده‌اند. خواص حرارتی و همگنی آن در داخل ترکیب مهم ارزیابی می‌شود و نواحی با تخلخل بالا یک مشکل به حساب می‌آیند. شناخت این عیوب با چندین روش آزمون غیر مخرب قابل بررسی است از جمله روش آلتراسونیک با کوپل هوا، روش‌های تصویر برداری حرارتی و XTC. تعیین اثر آسیب بر قطعه (توسط جسم خارجی). FOD می‌تواند بر روی هر ترکیبی رخ دهد که تا
FOD می‌تواند بر روی هر ترکیبی رخ دهد که تا به امروز تلاش‌های محدودی برای گسترش روش‌های غیر مخرب آن انجام شده است. اخیراً تعیین عیب FOD با دو روش تصویر برداری حرارتی و آلتراسونیک با کوپل هوا انجام شده است. این درحالی است که بازرسی چشمی(VI) قطعه، آسیب‌های محدودی از سطح قطعه را نشان می‌دهد و نمی‌تواند عمق و میزان آسیب را تعیین کند. شناسایی ترک در راستای ضخامت. در شناسایی این عیب نیز روش تصویربرداری حرارتی و آلتراسونیک با کوپ هوا استفاده می‌شود. استانداردها و دستورالعمل‌ها برای مواد پیشرفته. مقدمه. امروزه
و دستورالعمل‌ها برای مواد پیشرفته. مقدمه. امروزه رفتار ترمومکانیکی و خواص فیزیکی مواد پیشرفته مورد توجه بسیاری از محققان قرار گرفته است. شناسایی و تعیین خواص و عملکرد مواد پیشرفته بنا به دلایل زیر نیازمند است: همچنین برای اینکه یک ماده تولید شده به مرحله تجاری سازی و عرضه در بازار برسد باید استانداردهای لازم را به‌دست‌آورد. استانداردها. استانداردها را می‌توان به دو دسته استانداردهای ملی و بین‌المللی تقسیم کرد که در ادامه به آن پرداخته می‌شود. ملی. گفتنی است که بیشتر کشورهای توسعه یافته دارای حداقل یک
است که بیشتر کشورهای توسعه یافته دارای حداقل یک استاندارد ملی هستند. در سازمان جهانی استانداردسازی(ISO) حدود ۱۳۰ سازمان ملی حاوی استاندارد ملی وجود دارد. در ادامه به بعضی از آن‌ها پرداخته می‌شود. ایالات متحده آمریکا. ایالات متحده تنها کشوری هست که سازمان‌های استاندارد ملی آن تحت حمایت دولت مردان این کشور نیستند. بنیاد استاندارد و تکنولوژی(National Bureau of Standards) که به عنوان NIST شناخته می‌شود در حوزه مواد پیشرفته فعالیت دارد. همچنین، این بنیاد مواد مرجع استاندارد(SRMs) که برای کالیبراسیون دستگاه‌ها
استاندارد(SRMs) که برای کالیبراسیون دستگاه‌ها استفاده می‌شود را نیز تعیین می‌کند. انجمن مواد و آزمایش آمریکا(ASTM). این انجمن بیشترین نیاز استانداردسازی در حوزه مواد پیشرفته را برطرف می‌کند. این کمیته شامل چندین زیر کمیته برای اجرای این فرایند است. برا نمونه، کمیته C28 شامل چندین زیر کمیته مانند C28/07 کامپوزیت‌های زمینه سرامیکی هست. استاندارد ASTM برای مواد پیشرفته. جدول زیر کمیته‌های استانداردسازی را برای مواد پیشرفته نشان می‌دهد. گفتنی است که استانداردهای بیشتر در حوزه مواد پیشرفته طبق مؤسسه ASTM در
بیشتر در حوزه مواد پیشرفته طبق مؤسسه ASTM در کتاب Annual Book of ASTM Standards یا سایت رسمی سازمان ASTM قابل مشاهده است. بین‌المللی. اروپا. در قاره اروپا، هر کشور صنعتی دارای بنیاد استاندارد ملی است مانند BSI (انگلستان)، DIN (آلمان)، (فرانسه)، ELOT (یونان) و IPQ (پرتغال). مضافاً، کمیته مطلوب سازی استاندارد اروپا(CEN) برای نظارت بر دیگر ارگان‌های استانداردسازی برای جلوگیری از استانداردسازی‌های مشابه و تکراری تأسیس شده است. برای نمونه، کمیته برای مواد پیشرفته را در جدول ذیل آورده شده است: آسیا. در آسیا
را در جدول ذیل آورده شده است: آسیا. در آسیا مانند اروپا نیز یک سازمان برای نظارت بر استانداردهای کشورهای صنعتی مانند JISC (ژاپن)، CAS(چین)، SA(استرالیا)، BSN(اندونزی) و KSI(کره) نظارت دارد. استاندارد JISC برای مواد پیشرفته. JISC دارای سه حوزه مواد یا محصولات (شکل، اندازه، ظاهر و غیره)، اقدام یا روش (نحوه اجرا، پروسه یا روش) و موارد بنیادی (واحدها، کلمات فنی، شرایط گزاری آزمون، دسته‌بندی و غیره). شکل زیر نشان دهنده دسته‌بندی‌های این استاندارد است که بعضاً به‌طور مستقیم با مواد پیشرفته در ارتباط هستند:
به‌طور مستقیم با مواد پیشرفته در ارتباط هستند: استاندارد بین‌المللی ISO برای مواد پیشرفته. در مقدمه لازم به توضیح است که استاندارد ISO شامل ۱۳۰ کشور در جهان می‌شود که برای ایجاد یک استاندارد بین‌المللی شش مرحله زیر را کمیته‌های تخصصی(TC) و فرعی(SC) قرار داده‌اند: دستورالعمل طراحی و بانک اطلاعاتی. در ایالات متحده سازمان‌های زیادی برای طراحی و نگهداری دستورالعمل‌ها گسترش یافته‌اند که جدول زیر برخی از نمونه‌ها را نشان می‌دهد. برای مواد پیشرفته، دو نمونه بارز و را می‌توان مثال زد. مواد متخلخل (فیلترهای سرامیکی
را می‌توان مثال زد. مواد متخلخل (فیلترهای سرامیکی متخلخل). محصولات فیلتر سرامیکی دسته ای از مواد پیشرفته سرامیکی به‌شمار می‌روند که با داشتن ساختاری بسیار متخلخل و به هم پیوسته عمدتاً برای کاربردهای انتقال جرم و حرارت و جداسازی و تغلیظ مورد استفاده قرار می‌گیرند. مهم‌ترین ویژگی فیلترها، داشتن خلل و فرج‌هایی با اندازه و ابعاد مشخص است، به همین دلیل، فیلتر را یک محیط متخلخل می‌نامند. این مواد در کنار نسبت سطح به حجم (سطح مخصوص) بالا دارای پایداری شیمیایی بی نظیر در مجاورت مواد اسیدی و بازی بوده و در دماهای
نظیر در مجاورت مواد اسیدی و بازی بوده و در دماهای بالا (بالاتر از ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد) پایداری حرارتی بسیار مطلوبی از خود نشان می‌دهند. از این مواد پیشرفته در کاربردهای صنعتی متعدد از قبیل تصفیه و آخالگیری مذاب، کاتالیست‌های صنعتی، سد شعله نیروگاهی، گرمکن‌های تابشی صنعتی، کامپوزیت‌های ریختگی، فیلتراسیون هوا و سیالات (عموماً خورنده)، مواد پزشکی کاشتنی داخل بدن و … استفاده می‌شود. فیلتر سرامیکی در اشکال و اندازه‌های مختلف مانند دایره، مربع و مستطیل و.. عرضه می‌گردد. یکی از فاکتورهای نامگذاری فیلتر عدد تخلل
می‌گردد. یکی از فاکتورهای نامگذاری فیلتر عدد تخلل است که عبارتست از عبارتست از تعداد سوراخ در اینچ طولی یک فیلتر این عدد از ۱۰الی ۶۰ است لیکن متداولترین نوع تخلل از۱۰ تا ۳۰ است. انواع متداول فیلترهای سرامیکی عبارتند از: فیلتر سرامیکی از جنس سیلیکون کارباید با استحکام مکانیکی بالا و مقاومت به شوک‌های حرارتی عالی و قابلیت استفاده تا دمای بالای ۱۴۵۰درجه سانتیگراد به رنگ خاکستری و برای تصفیه چدن، برنچ برنز و قابلیت حذف و تصفیه حد اکثر ناخالصی دراین مواد فلزی را دارد. این دسته از فیلترها به رنگ نخودی یا زرد
را دارد. این دسته از فیلترها به رنگ نخودی یا زرد مایل به سفید و تحمل حرارت تا ۱۷۰۰درجه سانتیگراد را دارا است. این فیلترها مناسب برای تصفیه فولاد از آخال هستند. این محصول با ظاهری سفید رنگ و استحکام عالی در کلیه کاربردهای در معرض با مواد خورنده و ساینده دما بالا (تا ۱۲۰۰ درجه سانتیگراد) کاربرد فراوان دارد. در صنایع ذوب آلومینیومی از این محصول به منظور تصفیه و آخالگیری و در نتیجه افزایش کیفیت محصولات ریختگی استفاده می‌شود. کاربرد مواد پیشرفته در پزشکی. مقدمه. به مواد طبیعی یا مصنوعی که در تماس با بافت، خون و
به مواد طبیعی یا مصنوعی که در تماس با بافت، خون و سیالات بیولوژیکی بوده و در پروتزها، وسایل تشخیصی درمانی یا نگهداری بدون داشتن تأثیر نامطلوب بر ارگانیسم زنده و ترکیبات آن استفاده می‌شود بیومتریال گفته می‌شود. زیست‌ماده‌ها از نظر سیستمی و دارویی خنثی بوده و برای کاشت درون یا همراه با سیستم زنده استفاده می‌شود. با توجه به این تعاریف برای استفاده از یک بیومتریال در پزشکی یا دندانپزشکی نیاز به داشتن آگاهی کامل در بسیاری از علوم هستیم. به‌طور کی می‌توان گفت موفقیت زیست‌ماده‌ها در محیط بدن به عوامل زیادی نظیر
زیست‌ماده‌ها در محیط بدن به عوامل زیادی نظیر خواص ماده و زیست سازگاری ماده بستگی دارد. برخی از خواصی که بسته به کارکرد زیست‌ماده‌ها در قسمت‌های مختلفی بدن اهمیت دارد عبارتند از: خواص مکانیکی کافی نظیر استحکام و سختی، خواص نوری مطلوب (در صورتیکه ماده در چشم، پوست و دندان استفاده شود)، چگالی مناسب قابلیت سترون شدن و نگهداری طولانی مدت. زیست مواد پیشرفته سرامیکی. در سال‌های اخیر محققان از سرامیک‌ها و کامپوزیت‌های آن برای تقویت و جایگزینی قسمت‌های مختلف بدن به ویژه استخوان استفاده نموده‌اند؛ بنابراین
بدن به ویژه استخوان استفاده نموده‌اند؛ بنابراین سرامیک‌هایی که بدین منظور بکار می‌روند را می‌توان در گروهی با عنوان بیو سرامیک قرار داد. یک سرامیک باید خواصی نظیر زیست سازگار بودن غیر سمی بودن خنثی بودن در برابر مایعات بدن اجازه یا تشویق بافت آسیب دیده به تشکیل استخوان و… را داشته باشد تا در گروه بیو سرامیک‌ها قرار گیرد. سرامیک‌های مورد استفاده در ساخت کاشتنی‌ها را می‌توان در گروه‌های زیر قرار داد: سرامیک‌های غیرقابل جذب (تقریباً زیست خنثی). سرامیک‌های زیست خنثی پس از قرارگیری در بدن میزبان خواص فیزیکی و
خنثی پس از قرارگیری در بدن میزبان خواص فیزیکی و مکانیکی خود را حفظ می‌کند. این دسته از مواد مقاوم به سایش و خوردگی هستندو کلیهٔ خواص بیو سرامیک‌ها از قبل غیر سمی بودن و… را دارا می‌باشند. سرامیک‌های زیرکونیا از جمله سرامیک‌های زسیت خنثی می‌باشند. سرامیک‌های زیست فعال یا واکنش پذیر در سطح (نیمه خنثی). سرامیک‌هایی با فعالیت سطحی پس از کاشت در بدن میزبان (با استخوان واکنش داده و اتصال شیمیایی ایجاد می‌کند). از جملهٔ این سرامیک‌ها می‌توان به شیشه سرامیک‌های بیو اکتیو اشاره کرد. سرامیک‌های جذب شونده (خنثی). این
اکتیو اشاره کرد. سرامیک‌های جذب شونده (خنثی). این دسته از سرامیک‌ها همان‌طور که از نامشان پیداست پس از کاشت در بدن میزبان دچار تخریب شده و جایگزین بافت‌های آسیب دیده می‌گردد. از جمله سرامیک‌های قابل جذب می‌توان به مرجان‌ها گچ پاریس، هیدروکسی آپاتیت و کلسیم فسفات اشاره کرد؛ و برخی از مصارف سرامیک‌های قابل جذب عبارت است از: در ادامه به برخی از این مواد صورت اجمالی به برخی از این مواد اشاره می‌شود: کلسیم فسفات. سیمان‌های استخوانی کلسیم فسفات بهترین جایگزین بافت سخت هستند. کلسیم فسفات‌ها ترکیباتی هستند که توسط
سخت هستند. کلسیم فسفات‌ها ترکیباتی هستند که توسط بدن در فرایند استخوان سازی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این مواد در شکل‌هایی نظیر بلوک‌های متخلخل یا متراکم یا سیمان به عنوان بهترین جایگزین بافت استخوانی مورد استفاده هستند. سیمان‌های کلسیم فسفاتی از دو قسمت پودری و مایع تشکیل شده است که پس از اختلاط یا یکدیگر به صورت خمیر هموژن در می‌آیند که می‌تواند در دمای اتاق و بدن سفت شود. این سیمان‌ها قادر به پر کردن هر گونه ضایعهٔ استخوانی هستند. مزایای استفاده از سیمان‌های کلسیم فسفاتی عبارت است از :زیست سازگاری،
کلسیم فسفاتی عبارت است از :زیست سازگاری، زیست تخریب پذیری بالا، قابلیت تزریق و…. زیرکونیا و آلومینا. زیرکونیا و آلومینا زیرکونیای خالص از تبدیل شیمیایی زیرکون به دست می‌آید زیرکونیا از طریق فرایند رسوب دهی ماده معدنی زیرکون که به فراوانی در طبیعت موجود است به دست می‌آید. در یک بررسی صورت گرفته ۶ درصد مولی Y2O3 به عنوان ناخالصی به زیرکونیا اضافه شده است؛ و زیرکونیای نسبتاً پایدار به دست آمده برای کاشت در استخوان مورد استفاده قرار گرفته است. زیرکونیا در ترکیب با پلی اتیلن با وزن مولکولی فوق‌العاده زیاد، زیست
با پلی اتیلن با وزن مولکولی فوق‌العاده زیاد، زیست سازگاری عالی و اصطکاک و مقاومت بسیار عالی نشان داده شده است. آلومینا ماده ای سرامیکی با سختی بالا و اصطکاک پایین است که در مجیط درون تن خنثی است. کلیهٔ این خواص آلومینا را به یک مادهٔ مناسب به عنوان جایگزین مفصل بدل کرده است. یکی از کاربردهای متداول اکسید آلمینیوم در پروتزهای ران است. زیست مواد پیشرفته فلزی. فلزات از گذشته تا به امروز به دلیلی دارا بودن برخی از ویژگی‌ها از قبیل خصوصیات مکانیکی عالی، هدایت حرارتی و الکتریکی مناسب به عنوان بیومتریال (زیست
حرارتی و الکتریکی مناسب به عنوان بیومتریال (زیست مواد) به صورت گسترده مورد استفاده بوده است. برخی از فلزات به دلیل خصوصیات مکانیکی و مقاومت بالا در برابر خوردگی به عنوان مواد غیرفعال برای جایگزینی بافت سخت مانند مفصل‌های ران و زانو، کاشتنی‌های دندانی و… بکار برده شده است. برخی دیگر از آلیاژهای فلزی برای عملکردهای فعال مانند کاشتنی‌های حلزون گوش مورد استفاده قرار می‌گیرند. سرامیک‌های الکترونیکی. عمده‌ترین استفاده از سرامیک‌های پیشرفته در صنایع الکترونیک است که حدود ۶۶ درصد کل مصرف سرامیک‌های پیشرفته را به
که حدود ۶۶ درصد کل مصرف سرامیک‌های پیشرفته را به خود اختصاص می‌دهند. مهم‌ترین مواد سرامیکی برای کاربردهای الکترونیکی، اکسیدهای خالص یا مخلوطی از اکسیدها هستند که شامل آلومینا، زیرکونیا، سیلیسیا، فیبرها، محافظ‌ها در مدارهای الکتریکی و الکترونیکی، خازن‌ها، تبدیل‌کننده‌ها، القاگرها، ابزارهای پیزواکتریکی و سنسورهای فیزیکی و شیمیایی عمده‌ترین موارد استفاده سرامیک‌های اکترونیکی هستند. دی الکتریک‌ها. دی الکتریک‌های صنعتی غالباً به چند گروه تقسیم‌بندی می‌شوند که عبارت است از: ترمیسترهای PTC(دی الکتریک اکسیدی).
عبارت است از: ترمیسترهای PTC(دی الکتریک اکسیدی). باریم تیتانات BaTio3یک مادهٔ فروالکتریک با ثابت دی الکتریک بالا و مقاومت عایق بالا است؛ بنابراین، از سال کشفش در سال ۱۹۴۳ در صنعت الکترونیک برای خازن‌های سرامیکی به‌طور گسترده استفاده می‌شود. سرامیک عایق باریوم تیتانات با اضافه کردن مقدار اندکی از اکسیدهای فلزات خاک‌های نادر مانندY2O3،La2O3 Sm2O3،Ce2O3به نیمه هادی تبدیل می‌شود. در سال ۱۹۵۵ عدم وابستگی دمایی غیرمعمول مقاومت در بالای دمای کوری نیمه رسانای تولید شده از سرامیک‌های باریوم تیتاناتی کشف گردید.
شده از سرامیک‌های باریوم تیتاناتی کشف گردید. مقاومت این نیمه هادی که ضریب دمای مثبت (PTC) نیمه رسانا نامیده می‌شود، به‌طور شدیدی در بالای دمای کوری (T_c) افزایش می‌یابد، تا دمای T_(n) که مقاومت به ماکزیمم مقدار خود می‌رسد. دمای مشخص شده به سه ناحیه تقسیم می‌شود (ناحیهٔ I, II و III در شکل ۱) بر اساس رفتار مقاومتی انجام می‌شود. شکل۱. نواحی دمایی مشخصه در سرامیک‌های PTC این افزایش شدید در مقاومت در بالای دمای کوری یک کشف بسیار مهم در زمینهٔ کاربردهای عملی ترمیستورها(thermistor) است. این کشف برای تحقیقات
ترمیستورها(thermistor) است. این کشف برای تحقیقات بنیادی در زمینهٔ مکانیزم‌های رسانش نیز مهم است. کاربردهای ترمیستورPTC. ترمیستورهای PTC در محصولات الکترونیکی زیادی مانند تلویزیون‌های رنگی، یخچال‌ها، هیترهای باد گرم و کامپیوترهای شخصی مورد استفاده قرار می‌گیرد. ترمیستورهای NTC. ترمیستورهای با ضریب دمایی منفی(NTC) مواد نیمه رساناهایی هستند که مقاومت آن‌ها با افزایش دما کاهش می‌یابد کاربردهای ترمیستور NTC. ترمیستورهای NTC به عنوان اصلاح‌کننده دمایی، سنسور دما و وسایل جلوگیری‌کننده از افزایش شدید جریان، مورد
و وسایل جلوگیری‌کننده از افزایش شدید جریان، مورد استفاده قرار می‌گیرند. تمام این کاربردها بر اساس ویژگی‌های مقاومت- دمایی ترمیستورهای NTC بنا گذاشته شده است. ۳. وریستورهای سرامیکی وریستورهای اکسید فلزی وسایل هستند که دارای نیمه رسانای سرامیکی هستند. وریستورهای اکسید فلزی عمدتاً در مدارهایی برای حفاظت در برابر نوسانات شدید القایی، نویزهای زود گذر کوتاه یا نوسانات شدید برق به وجود می‌آید استفاده می‌شود. دی الکتریک اکسیدی مانند سرامیک‌های الکتریکی :در خطوط انتقال نیرو، لازم است هادی‌های ولتاژ یه نحوی از
انتقال نیرو، لازم است هادی‌های ولتاژ یه نحوی از برج‌ها ایزوله شوند و برای این کار از مقره‌ها استفاده می‌شود. یا در دکل‌های مخابراتی که مقره‌های دو یا چند شیاره حامل سیم‌های مخابراتی هستند. سرامیک‌های پیزو الکتریک. تئوری. تمام مواد تحت میدان الکتریکی دچار یک تغییر کوچک در اندازه می‌شوند. اگر کرنش حاصل متناسب با توا ن دوم شدت میدان باشد، این پدیده را اثر الکترواستریکتیو می‌نامند. برخی از مواد پدیده‌ای معکوس را نشان می‌دهند، یعنی هنگامی که تحت یک تنش اعمالی دچار کرنش می‌شوند در آن‌ها یک قطبش الکتریکی پدید
دچار کرنش می‌شوند در آن‌ها یک قطبش الکتریکی پدید می‌آید، به این مواد پیزوالکتریک می‌گویند. با اولین تقریب این قطبش متناسب با تنش است و این اثر مستقیم نامیده می‌شود. مواد پیزوالکتریک یک اثر معکوس نیز از خود نشان می‌دهند، یعنی با اعمال یک میدان الکتریکی، کرنشی (x) متناسب با میدان اعمالی در آن‌ها ایجاد می‌شود. پدیده الکترواستریکشن با رابطه زیر بیان می‌شود: X = QP2 که در آن Q ضریب الکترواستریکشن نامیده می‌شود. برای موادی که ɛrformula_1D است، رابطه P~D برقرار است و بنابراین معادله بالا را می‌توان به صورت زیر
است و بنابراین معادله بالا را می‌توان به صورت زیر نوشت: X = QD2 = Qɛ2E2 از ۳۲ گروه مواد بلوری، ۱۱ گروه دارای مرکز تقارن و غیر قطبی هستند. در این مواد تنش اعمالی به جابه‌جایی تقارن یونی منجر می‌شود، به نحوی که تغییر خالصی در گشتاور دوقطبی مشاهده نمی‌شود. ۲۱ دسته بلوری دیگر نامتقارن هستند که ۲۰ دسته از آن‌ها از خود اثر پیزوالکتریک نشان می‌دهند. تنها یک استثناء در سیستم مکعبی وجود دارد که ویژگی‌های تقارنی آن باعث اثر پیزوالکتریک نمی‌شود. ویژگی‌های عمومی
آن باعث اثر پیزوالکتریک نمی‌شود. ویژگی‌های عمومی &lt;chem&gt;PZT&lt;/chem&gt;&lt;chem&gt;(Pb(Ti,Zr)O3)&lt;/chem&gt; و نحوه ساخت آن. مقدمه. اولین و پیزوسرامیکی که به‌صورت تجاری ساخته شد &lt;chem&gt;BaTiO3&lt;/chem&gt; بود. در دهه ۱۹۵۰ مشخص شد که سیستم محلول جامد &lt;chem&gt;PZT&lt;/chem&gt; &lt;chem&gt;(Pb(Ti,Zr)O3)&lt;/chem&gt; که ساختار پروسکایت نیز دارد، فروالکتریک است. امروزه ترکیبات &lt;chem&gt;PZT&lt;/chem&gt;پر استفاده‌ترین پیزوسرامیک‌ها هستند. توصیف خواص و فرایند ساخت &lt;chem&gt;PZT&lt;/chem&gt;که
خواص و فرایند ساخت &lt;chem&gt;PZT&lt;/chem&gt;که در ادامه به آن اشاره می‌شود، ایده‌های مهمی را برای بحث‌های آتی در مورد بهبود خواص پیزوسرامیک‌ها، شامل &lt;chem&gt;PZT&lt;/chem&gt; (و سایر پیزوسرامیک‌ها) برای کاربردهای ویژه مطرح می‌کند. اثر یون‌های جانشین غیر هم‌ظرفیت. چندین نمونه از سیستم‌های اکسیدی که به‌وسیله جانشینی کاتیون‌های چند ظرفیتی کنترل می‌شود. به‌عنوان مثال &lt;chem&gt;Sb^5+&lt;/chem&gt; می‌تواند جایگزین &lt;chem&gt;Sn^4+&lt;/chem&gt; در &lt;chem&gt;SnO2&lt;/chem&gt; و به وسیله یک الکترون در
و به وسیله یک الکترون در نوار هدایت خنثی شود که این باعث رسانایی نوع n می‌شود. اما عموماً مدل‌های سیستم‌های اکسیدی از مدل‌های سیلیسیم پیچیده‌ترند و به مراتب کمتر مورد بررسی قرار گرفته‌اند. یک محدودیت مهم در تحقیق حاضر در دسترس نبودن اکسیدهایی است که خلوص آن‌ها مانند بلورهای سیلیسی در حد چند قسمت ناخالصی در ۱۰۹ باشد. اصطلاح خلوص بالا که برای اکسیدها به‌کار می‌رود معمولاً برای ناخالصی‌های کمتر از ۱ در ۱۰۴ اتم به کار می‌رود که عمدتاً فراوان و متداولی مانند منیزیم، آلومینیم، سیلیسیم، فسفر، کلسیم، آهن و مقدار
آلومینیم، سیلیسیم، فسفر، کلسیم، آهن و مقدار بسیار کمی از عناصر کمیاب مانند نیوبیم، تنتالم، سریم، لانتانیم و غیره را شامل می‌شود. بخش عمده ناخالصی‌های اصلی در &lt;chem&gt;BaTiO3&lt;/chem&gt;کاتیون‌هایی مانند &lt;chem&gt;Mg^2+&lt;/chem&gt;،&lt;chem&gt;Al^3+&lt;/chem&gt;+، &lt;chem&gt;Fe^3+&lt;/chem&gt; و &lt;chem&gt;Ca^2+&lt;/chem&gt; هستند که هنگامی که جایگزین یون‌های &lt;chem&gt;Ti^4+&lt;/chem&gt; می‌شوند، گیرنده‌ها را می‌سازند. کمبود حاصل در بار به وسیله فضاهای خالی اکسیژن جبران می‌شود که ممکن است با
فضاهای خالی اکسیژن جبران می‌شود که ممکن است با غلظت‌های ۱ در ۱۰۴، که غلظتی بسیار بیشتر از غلظت مورد انتظار شاتکی در مواد اصلی است، ظاهر شود. یکی از پیامدهای میزان ناخالصی بالا، استفاده از غلظت‌های بالای افزودنی برای کنترل رفتار اکسیدهاست. مقدار افزودنی به ندرت کمتر از ۱ در ۱۰۳ مول است و ممکن است تا ۱ در ۱۰ مول نیز باشد. به‌طوری که ممکن است نقایص بیش از نیمه‌رساناهای کووالانت مانند سیلیسیم و &lt;chem&gt;GaAs&lt;/chem&gt; و غیره برهم کنش کنند. تأثیر یون‌های جانشین مقوله‌ای پیچیده است، اما با احتیاط می‌توان
جانشین مقوله‌ای پیچیده است، اما با احتیاط می‌توان برخی از نتایج را به یون‌های جانشین غیر هم‌ظرفیت در پروسکایت (ساختار &lt;chem&gt;CaTiO3&lt;/chem&gt;و ساختارهای بلوری مشابه آن) تعمیم داد. عناصر دهندهٔ الکترون توسط جاهای خالی کاتیونی و عناصر گیرنده توسط جاهای خالی اکسیژن خنثی می‌شوند. هر یک از این افزودنی‌ها تمایل دارد تا جاهای خالی ناشی از دیگری را کاهش دهد. اختلاف عمده میان جاهای خالی اکسیژنی و جاهای خالی کاتیونی در ساختارهای نوع پروسکایت، تحرک بالاتر در اولویت است. کاتیون‌ها و جاهای خالی کاتیونی تمایل
اولویت است. کاتیون‌ها و جاهای خالی کاتیونی تمایل دارند که توسط یون‌های اکسیژن جدا شوند. از این رو سد انرژی بزرگتری باید پشت سر گذاشته شود تا یون و جای خالی بتوانند جایگزین یکدیگر شوند. با این وجود، یون‌های اکسیژن یک ساختار شبکه‌ای به هم پیوسته تشکیل می‌دهند به نحوی که جاهای خالی اکسیژن دارای یون‌های اکسیژن همسایه هستند که به راحتی می‌توانند با آن‌ها جایگزین شوند. با افزودن عناصر دهنده الکترون در &lt;chem&gt;PZT&lt;/chem&gt; انتظار می‌رود که غلظت جاهای خالی اکسیژن کاهش یابد که منجر به کاهش غلظت عیوب جفتی
اکسیژن کاهش یابد که منجر به کاهش غلظت عیوب جفتی پایدارکننده حوزه‌ها و در نهایت کاهش سرعت پیرسازی می‌شود. افزایش حاصل در تحرک دیواره‌ها منجر به افزایش گذردهی، اتلاف دی الکتریک، وارفتگی کشسان، و ضرایب جفت شدگی و کاهش کیفیت مکانیکی و وادارندگی می‌شود. ورود جاهای خالی اکسیژنی در اثر افزودن عناصر گیرندهٔ الکترون باعث کاهش محسوس اندازه سلول واحد می‌شود که پدیده ذکر شده در بالا را تقویت می‌کند. ساخت &lt;chem&gt;PZT&lt;/chem&gt;. برای ساخت سرامیک‌های پیزوالکتریک از فناوری پودر معمولی استفاده می‌شود. بالاترین مقدار
فناوری پودر معمولی استفاده می‌شود. بالاترین مقدار ضرایب زمانی حاصل می‌شود که ترکیب نزدیک به حالت استوکیومتری، مقدار گدازآورها و ناخالصی‌ها حداقل و چگالی در بالاترین حد ممکن باشد. برای کاهش آلودگی در زمان آسیاب از گلوله‌های زیرکنیایی استفاده می‌شود. در حال حاضر &lt;chem&gt;PbO&lt;/chem&gt; جزء اصلی بیشتر ترکیبات مورد استفاده است. با وجوذ تبخیر &lt;chem&gt;PbO&lt;/chem&gt;در دماهای بالای ℃۸۰۰، این ماده باید در طول سینتر (تف‌جوشی) در دمای ℃۱۳۰۰ حفظ شود. کینگان و کلارک به بررسی برخی جزئیات در زمینه کنترل
و کلارک به بررسی برخی جزئیات در زمینه کنترل اتمسفر در هنگام حرارت دادن &lt;chem&gt;PZT&lt;/chem&gt; و اثر میزان &lt;chem&gt;PbO&lt;/chem&gt; بر روی سینتیک تراکم پرداختند. کلسیناسیون معمولاً در بوته‌های درپوش‌دار آلومینایی انجام می‌شود. در سینتر نهایی، نمونه توسط یک پودر غنی از سرب مانند &lt;chem&gt;PbZrO3 &lt;/chem&gt; احاطه می‌شود و در ساگارهای ( Saggar) بسته قرار می‌گیرد. به علت محدودیت دسترسی به اتمسفر حاصل و سادگی احیای &lt;chem&gt;PbO&lt;/chem&gt; به سرب فلزی، تمام ترکیبات آلی باید قبل از سینتر، توسط
فلزی، تمام ترکیبات آلی باید قبل از سینتر، توسط حرارت دادن مقدماتی در دمای حدود ℃۶۰۰ در هوا خارج شوند. حرارت دادن ناگهانی معمولاً در کوره‌های الکتریکی ناپیوسته که کاملاً با نمونه‌ها پر شده‌اند، انجام می‌شود. با وجود احتیاط باز هم حدود ۲ تا ۳ درصد کاهش در مقدار اولیه &lt;chem&gt;PbO&lt;/chem&gt; حاصل می‌شود که برای جبران این کمبود از ماده اولیه بیشتری استفاده می‌شود. پیزوسرامیک‌های مهم تجاری. ترکیبات، کامپوزیت‌ها و دستگاه‌های مختلفی برای چهار کاربرد اصلی پیزوسرامیک‌ها گسترش یافته است. این چهار کاربرد اصلی