آنیل کردن

1- عمليات حرارتي

قبل از ظهور متالوژي به عنوان يك علم، بسياري از عمليات مربوط به سخت كردن فولادها، افزايش قابليت شكل پذيري آنها و يا عمليات مشابه ديگر، در پرده اي از ابهام و اسرار نهفته بود. به بيان ديگر، تبديل يك قطعه آهن نرم و انعطاف پذير به يك ابزار و اسلحه فلزي مقاوم، سخت و برنده نظير شمشير، ويا چاقو، اساس و راز صنعتگران به حساب مي آمد و هيچگونه علم و دانشي براي روشن كردن چگونگي اين تغيير حالتها وجود نداشت. به عنوان مثال، براي مدتها تصور مي شد كه، كيفيت بسيار بالاي فولادهاي ساخته شده توسط صنعتگران شفليد در انگلستان، ناشي از خواص سحر آميز آب اين شهر است. در همين رابطه، گفته شده است كه زماني يك تاجر از ايالت يورك در انگلستان، مقادير بسيار زيادي از آب شهر شفليدر را به قيمت گزافي به ژاپن صادر نمود.

در گزارشها آمده است كه در زمان بسيار قديم، صنعتگران دمشق براي سخت كردن شمشيرهاي فولادي، آنها را ابتدا حرارت داده، كاملاً داغ كرده، و سپس در شكم برده هاي اسير شده فرو برده، به شدت حركت داده و مي چرخاندند. از جمله عوامل موثر در سخت شدن فولاد در اين روش وحشتناك عمليات حرارتي، مي تواند جذب نيتروژن خون باشد. در يادداشتهاي مربوط به تاريخچه عمليات حرارتي آمده است كه جيمز باوي سازندة اصلي چاقوي باوي در دوران غرب وحشي به منظور سخت كردن چاقوهاي خود آنها را پس از حرارت دادن و سرخ شدن، نه مرتبه پشت سر هم در روغن پلنگ فرو مي برده است.

گرچه از زمان باستان، عمليات حرارتي به عنوان يكي از مهمترين مراحل توليد ابزارهاي فولادي (به طور فلزي ) استفاده مي شده است، ولي ظهور آن به عنوان يك علم به اواسط قرن نوزدهم بر مي گردد. تا آن زمان، دانش بشر در زمينة عمليات حرارتي به مجموعه هايي از دستورالعملهاي به دست آمده از قرنهاي متوالي تجربه منحصر مي شود.

اين دستورالعملها كه اغلب ارزش بسيار زيادي داشته، از پدر به پسر به ارث مي رسيد. در اين ميان، بسياري از اسرار گم شده و دو مرتبه كشف مي شد، ولي طبيعت و ماهيت واقعي عمليات حرارتي همچنان در پرده ابهام باقي بود.

در قرن نوزدهم، با پيشرفت سريع علم، عمليات حرارتي نيز به جرگه علوم پيوست، جهش اوليه و ناگهاني كه در اين زمينه به وقوع پيوست، ناشي از مطالعات انجام شده توسط ميكروسكوپ نوري داده شد، "تكنيك متالوگرافي" براي مشاهده و مطالعة ساختار فلزات و آلياژها ارائه شد. اين تكنيك كه شامل پوليش و حكاكي با محلول شيميايي مناسب و مشاهده ساختار سطح نمونه توسط ميكروسكوپ نوري است، هنوز هم يكي از مهمترين ابزارهاي دانشمندان متالوژي براي مطالعه و تعيين ميكروساختار فلزات و آلياژها محسوب مي شود.

پيشرفتهاي وسيع نظريه هاي عمليات حرارتي پس از سالهاي 1920، مديون دستگاه آناليزكننده با پرتو ايكس است. به كمك اين دستگاه مطالعات عميق در رابطه با طبيعت، مكانيزم و سينتيك دگرگونيهاي حالت جامد انجام شد. در مدت دو يا سه دهه، اطلاعات بسيار و جامعي در رابطه با قوانين اثرات حرارتي برروي ميكروساختار و خواص فلزات و آلياژها به دست آمد. در اواخر سالها ي 1950 ميكروسكوپهاي الكترونيكي از نوع عبوري براي مطالعة تغييرات ميكرو ساختار دروني در اثر عمليات حرارتي و سپس تكنيكهاي جديد به منظور آناليز در مقياس ميكروسكوپي نظير استفاده از ميكروسكوپهاي اوژه به طور وسيعي به كار گرفته شدند.

در مرحلة جديد مطالعات، اثرات و نقش معايب شبكه هاي بلوري در فلزات بر روي چگونگي تغييرات ميكروساختار در اثر عمليات حرارتي مختلف بررسي شد. اهميت اين امر با توجه به اين نكته مشخص مي شود كه، در بسياري از موارد، معا يب بلوري اثرات بسيار شديد و حتي در برخي موارد اثرات تعيين كننده اي بر روي مكانيزم تغييرات ساختار و در نتيجه تغييرات خواص در ضمن عمليات حرارتي دارند. ارايه نظريه هاي جديد، بسط و گسترش آنها، بهبود روشهاي عمليات حرارتي موجود و ارائه روشهاي نوين نظير عمليات حرارتي – شيميايي (ترموشيمي) و بالاخره به كارگيري روشهاي جديد نظير القاي يوني به منظور سخت كردن سطحي، موجب گسترش هر چه وسيعتر گسترة عمليات حرارتي در دهه اخير شده است.

عمليات حرارتي چيست؟

عمليات حرارتي به مراحلي گفته مي‌شود كه در جريان آن قطعه تحت شرايط زماني _ دمائي و در صورت لزوم تحت تاثيرات فيزيكي يا شيميايي قرار گرفته تا در قطعه تغيير خاصي ايجاد شود كه براي مراحل بعدي و اهداف كاربردي مورد نظر ضروري مي‌باشد. روشهاي عمليات حرارتي بر چند نوع مي‌باشد كه عبارتند از:

آنيل، سخت كاري، كوئنچ، تمپر، نيتروره و كربوريزه

محیط سرد کننده

بررسی اثر درصد کربن و محیط سرد کننده بر سختی و ریز ساختار فولادهای ساده کربنی . فولادها گروهی از آلیاژهای آهن-کربن وعناصر دیگرند که بیشترین کاربرد را در صنعت و فناوری دارند. یکی از دلایل کاربرد وسیع فولاد ها عبارتست از خواص کاملا ً متنوعی که میتوان به کمک روشهای مختلف عملیات حرارتی در آنها بوجود آورد. نوع عملیات حرارتی انجام شده روی فولاد وهمچنین مقدار درصد کربن فولاد عامل اصلی تاثیر گزار بر میکرو ساختار نهایی فولاد می باشد. بسته به نوع عملیات حرارتی انجام شده میتوان یکی از میکرو ساختارهای مارتنزیتی ، بینیتی ، پرلیتی را بدست آورد.

میکروساختار مارتنزیت سخت ترین میکرو ساختاری است که میتوان در یک فولاد کربنی ساده بوجود آورد. تشکیل میکرو ساختار مارتنزیتی در صورتی امکانپذیر است که از دگرگونی آستنیت به مخلوط فریت وسمنتیت در دماهای بالا جلوگیری شود. مارتنزیت دقیقاً همان تر کیب شمیایی آستنیت اولیه را دارد .

محصول دگرگونی یوتکتویید در فولادها، میکروساختار منحصر به فردی موسوم به پرلیت است . پرلیت از لایه های متناوب فریت وسمنتیت تشکیل شده ومشابه اثر انگشت بر روی کاغذ است . به بیان دیگر، ساختار پرلیت توسط دسته هایی از لایه های متناوب فریت وسمنتیت با فواصل وجهات مختلف مشخص می شود..

بینیت درفولادها در گستره دمایی بین پاینترین دمای تشکیل پرلیت وبالاترین دمای تشکیل مارتنزیت، تشکیل می شود. از جمله مشخصه های عمده دگرگونی بینیتی این است که از بعضی از جنبه ها شبیه به دگرگونی پرلیتی واز برخی جنبه ها مشابه دگرگونی مارتنزیتی است.

آستنيته كردن

بررسی اثر دما و زمان آستنيته كردن بر سختي و ريز ساختار فولاد هاي ساده كربني .
تشكيل آستنيت و كنترل اندازه دانه هاي آن از جمله پارامتر هاي مهم در رابطه با بسياري از روشهاي عمليات حرارتي فولاد هاست. چگونگي دگرگوني آستنيت (ريز ساختار) و خواص مكانيكي (سختي و...) ساختارهاي حاصل از آن به شدت تحت تاثير اندازه دانه هاي آستنيت  درصد كربن و عناصر آلياژي كه به صورت محلول در آستنيت وجود دارند قرار دارد. مهم ترين پارامتر هاي مؤثر بر روي اندازه دانه ها ، درصد كربن و همچنين درصد عناصر آلياژي محلول در آستنيت عبارتند از :

1-  ساختار اوليه. 2- دماي آستنيته كردن. 3- زمان آستنيته كردن.

از نقطه نظر دگرگوني ، مرزدانه هاي آستنيت محل هاي مناسبي براي جوانه زني فاز هاي پرويوتكتوئيد و پرليت است. از اين رو، در آستنيت درشت دانه ، محلهاي مناسب براي جوانه زني كمتر بوده و در نتيجه دگرگوني نفوذي آستنيت به تعويق مي افتد. اين پديده باعث مي شود كه سختي پذيري فولاد افزايش يابد. همچنين اندازه دانه ها آستنيت با تغيير دادن دماي Ms بر روي دگرگوني تشكيل مارتنزيت اثر مي گذارد.

2- آنیل کردن

بررسی فرآیندهای آنیل کردن شامل آنیل کامل، آنیل ایزوترمال و آنیل اسفرودایز .
واژه آنیل دارای معنی، مفهوم و کاربرد وسیعی است، بدین صورت که، به هر نوع عملیات حرارتی که منجر به تشکیل ساختاری بجز مارتنزیت و با سختی کم و انعطاف پذیری زیاد شوداطلاق می شود. از آنجایی که این مفهوم بسیار کلی است، عملیات حرارتی آنیل به یک سری فرایندهای مشخصتر و دقیقتر تقسیم می شود. این تقسیم بندی بر اساس دمای عملیات، روش سرد کردن، ساختار و خواص نهایی است.

2-1 - آنیل کامل

آنیل کامل عبارتست از حرارت دادن فولاد در گستره دمایی نشان داده شده در شکل زیر و سپس سرد کردن آهسته، معمولاً در کوره است. تحت شرایط فوق آهنگ سرد شدن در حدود 0.02درجه سانتیگراد بر ثانیه است . همچنان که در شکل دیده می شود، گستره دمایی آستنیته کردن برای آنیل کامل، تابع درصد کربن فولاد است. بدین صورت که ، برای فولادهای هیپویوتکتویید حدود 50 درجه سانیگراد بالای خط و برای فولادهای هایپریوتکتویید حدود 50 درجه سانتیگراد بالای خط است. دماهای بحرانی و تا حدودی تحت تاثیر عناصر آلیاژی در فولادهای تغییر می کند. بنابر این، به طور کلی در عملیات آنیل کامل ، فولادهای هیپویوتکتویید را در ناحیه تکفاز آستنیت و فولادهای هایپر یوتکتویید را در ناحیه دوفازی آستنیت- سمنتیت حرارت می دهند.

علت آستنیته کردن فولادهای هایپر یوتکتویید در ناحیه دوفازی آستنیت- سمنتیت این است که سمنتیت پرویوتکتویید در این فولاد به صورت کروی و مجتمع شده در آید.اگر چنین فولادی تا بالای خط حرارت داده شود ،درضمن آهسته سرد شدن سمنتیت پرویوتکتویید به صورت شبکه پیوسته ای در مرز دانه های آستنیت رسوب می کندو در نتیجه منجر به ترد وشکننده شدن فولاد می شود.در عملیات آنیل کامل ، هدف ازآستنیته کردن فولادهای هایپر یوتکتویید در ناحیه دو فازی آستنیت – سمنتیت ، عبارت است از شکستن شبکه پیوسته کاربید یاد شده و تبدیل آن به زرات ریز و کروی شکل مجزا از یکدیگر است. نیروی محرکه در این عملیات عبارت است از کاهش انرژی فصل مشترک ناشی از کروی شدن ذرات کاربید و در نتیجه کاهش مقدار فصل مشترک آستنیت- کاربید است.

2-2-آنیل ایزو ترمال

این عملیات شامل حرارت دادن فولاد در دو دمای مختلف است، ابتدا عملیات آستنیته کردن که در همان گستره دمایی مربوط به آنیل کامل انجام می شود و سپس سرد کردن سریع تا دمای دگر گونی و نگه داشتن برای مدت زمان کافی جهت انجام دگر گونی .

پس از پایان دگر گونی ، فولاد را با هر آهنگ سرد شدن دلخواهی می توان سرد کرد .منحنی زیر شمایی از مراحل گرم کردن و سرد شدن را در عملیات آنیل همدما برای یک فولاد هیپو یوتکتوییدنشان می دهد.

زمان لازم برای آنیل همدما در مقایسه با آنیل کامل به مراتب کمتر است، در حالی که سختی نهایی کمی بیشتر خواهد بود. همانند آنیل کامل ،میکروساختار حاصل از آنیل همدما در فولادهای هیپو یوتکتویید، یو تکتوییدو هایپر یوتکتوییدبه ترتیب عبارت است از فریت-پرلیت، پرلیت و پرلیت – سمنتیت است . ولی پرلیت حاصل نسبتاً ظریفتر و در صد فریت و سمنتیت پرویوتکتویید تا حدودی کمتر است.از جمله موارد عمده کاربرد آنیل همدما در رابطه با فولادهای آلیاژی است که دارای سختی پذیری بالایی اند . در صورتی که بر روی این فولادها عملیات حرارتی آنیل کامل انجام شود به علت سختی پذیری زیاد، ساختار نهایی حاصل به جای پرلیت خشن ، ممکن است پرلیت ظریف و یا حتی مخلوط از پرلیت ظریف و بینیت بالایی باشد.

2-3- آنیل اسفرودایز

تعادلی ترین ساختار در بین ساختارهای تعادلی ایجاد زمینه ای از فریت همراه با کره های ریز سمنتیت درآن است این ساختار دارای بالاترین خواص می باشد.

روش های کروی کردن سمنتیت:

عملیات حرارتی طولانی مدت زیر خط

 عملیات حرارتی فولاد هیپو دررنج وفولاد هایپر و سپس سرد کردن تا دمایی زیر و سپس نگه داشتن در این دما به منظور کروی شدن سمنتیت.

2-  حرارت دادن فولاد هیپو در رنج و فولاد هایپر در رنج و سپس سرد کردن آهسته تا زیر و نگه داشتن در این دما به مدت زمان h5/0 و تکرار عمل فوق الذکر در چند مرتبه.

3- سختي پذيري

بررسی و تعيين سختي پذيري فولاد ها با استفاده از تست جميني ( JominHardenability Test)
براي اين منظور از يك نمونه ي استوانه اي به قطر 25 ميلي متر (1 اينچ) و طول 100 ميلي متر (4 اينچ ) استفاده مي شود.

از آنجايي كه ساختار اوليه فولاد اثر قابل توجهي بر روي سختي پذيري آن دارد ، بهتر است كه نمونه ها قبل از آزمايش نرماله شوند . در اين روش نمونه مورد نظر را تا دماي سخت كردن فولاد حرارت داده وبه مدت تقريبا 20 دقيقه در آن دما نگه داشته و پس ازآن به كمك يك فواره آب با فشار و دبي مشخص ، نمونه را از يك انتها توسط آب 25 درجه سانتيگراد سرد مي كنند . فاصله ي فواره از انتهاي نمونه در حدود 5/12 ميلي متر ( 5/0 اينچ ) است .

تحت اين شرايط ، آهنگ سرد نقاط مختلف نمونه از انتهاي سريع سرد شده ( آب پاشيده شده )به سمت ديگر كاهش مي يابد . پس از سرد شدن دو طرف نمونه موازي طول آن به اندازه 4/0 ميلي متر از هر طرف سنگ زده و سختي نمونه در امتداد محور طولي از يك انتها به انتهاي ديگر و به فواصل 2 ميلي متر اندازه گيري مي شود . به اين ترتيب منحني تغييرات سختي بر حسب فاصله از انتهاي سرد شده كه به نمودار جميني مرسوم است را رسم مي كنند . البته در اين آزمايش براي سختي سنجي ما از روش راكول A استفاده كرديم و نيز سختي سختي را در 15 نقطه انجام داديم .

 

4- ورقهای نورد سرد آنیل شده

4-1- نورد سرآنيلينگ:

بعد از نورد سرد ورق سخت و شکننده شده و دانه ها در راستای نورد کشيده می شوند. سختی و استحکام ورق پس از نورد سرد افزايش می يابد بطوري که ديگر قابليت تغيير شکل نداشته و برای شکل دادن های بعدی بايد تحت عمليات حرارتی قرار بگيرد تا خواص شکل پذيری خود را باز يابد . برای رسيدن به دانه بندی مورد نظر و همچنين بهبود خواص مکانيکی، کويل ها در دمای بالا آنيل می شوند. برای جلوگيری از اکسيداسيون مجدد کويل ها و بهينه سازی پروسه آنيلينگ اتمسفر کوره ها هيدروژن می باشد.

4-2- لولينگ و فينيشينگ :

در اين مرحله پرداخت نهايی سطح، صاف کردن سطح ورق، تنظيم ابعاد و روغنی کردن سطح ورق براساس نياز مشتری صورت می گيرد.

4-3- ورق نورد سرد و آنيل شده(روغنی آنيل شده)

دسته بندی

ورق آنيل شده

سايز های موجود

ضخامت (mm)

0.13 – 2

عرض (mm)

600 – 1250

قطر داخلی کويل (mm)

610

قطر خارجی کويل (mm)

2100-900

وزن کويل (ton)

Max 25

 

در فرایندهای تغییر شکل فلزات در دمای معمولی محیط تا دماهای کمتر از نصف دمای ذوب فلز، با ازدیاد تغییر شکل، چگالی نابجاییها افزایش می یابد. 

در فرایندهای تغییر شکل فلزات در دمای معمولی محیط تا دماهای کمتر از نصف دمای ذوب فلز، با ازدیاد تغییر شکل، چگالی نابجاییها افزایش می یابد.

اما با تجمع نابجاییها پشت موانعی از قبیل ناخالصیها و مرزدانه ها و همچنین تلاقی آنها ، از تحرک نابجائیها کاسته می شود و در نتیجه استحکام و حد تسلیم افزایش و انعطاف پذیری کاهش می یابد. انرژی داخلی فلز تغییر شکل سرد یافته بیشتر از فلز تغییر شکل نیافته است. ساختار شبکه نابجایی حاصل از فلز تغییر شکل یافته از لحاظ مکانیکی پایدار اما از لحاظ ترمودینامیکی ناپایدار است. پدیده کار سختی و یا کرنش سختی که در حین تغییر شکل سرد رخ می دهد، می تواند از طریق انجام پدیده متقابلی به نام پدیده نرم شدن (softening) که با تغییر آرایش و چگالی نابجایی همراه است، جبران شود.

بنابراین می توان با حرارت دادن نمونه تغییر شکل سرد یافته و افزایش دما، آن را از حالت پایداری مکانیکی خارج و شرایط را برای انجام پدیده نرم شدن فراهم آورد. در اینجا پدیده های مهمی که منجر به نرم شدن فلز تغییر شکل یافته می شوند، بازیابی و تبلور مجدد هستند. بازیابی در فلزات با stacking fault energy یا S.F.E بالا مثل آلیاژهای آلومینیم، راحت تر رخ می دهد و شامل نفوذ اتمها و جای خالی، و صعود و حرکت نابجاییها است که منجر به آرایش خاصی در موقعیت نابجاییها می شود؛ به گونه ای که ساختار حاصل شبکه چند ضلعی با مرز دانه های فرعی یا مرز های با زوایه کم را می سازد.

در مقابل تبلور مجدد یا recrystallization در فلزات با شبکه F.C.C که S.F.E پایینی دارند (مثل مس ) اتفاق می افتد. تشکیل دانه های هم محور جدید در مرحله گرم کردن، بجای ساختمان فلز تغییر شکل یافته، تبلور مجدد نامیده می شود. در فلزی مانند مس بازیابی نقصهای نقطه ای در دمای محیط انجام می شود برای مشاهده آن می توان مقاومت الکتریکی مس نورد شده را در دمای محیط و دمایی حدود -۵ درجه سانتیگراد با هم مقایسه کرد.
تبلور مجدد عبارتست از جایگزینی ساختار کار سرد شده با دسته جدیدی از دانه های فاقد کرنش. این پدیده با کاهش سختی و استحکام و افزایش نرمی اثبات می شود. چگالی نابجاییها در این پدیده به شدت کم شده و آثار کارسختی حذف می گردد.

فرایند تبلور مجدد شامل جوانه زنی یک ناحیه فاقد کرنش است که مرز آن می تواند زمینه دارای کرنش را ضمن حرکت به درون ماده فاقد کرنش دگرگون کند. با رشد مرز از جوانه ها، نابجاییها یکدیگر را خنثی کرده و حذف می شوند.

در حدود ۲ الی ۳ درصد کرنش، دانسیته نابجاییها در داخل دانه و مرز دانه یکسان است و نشانه توزیع یکنواخت کرنش در ساختار است. اما در اثر تغییر شکل زیاد، دانسیته نابجاییها در مرز دانه بیشتر شده و توزیع کرنش در ساختار ناهمگن تر می شود، در این حالت دو برابر انرژی مرز دانه انرژی ذخیره شده خواهیم داشت.

▪ عوامل موثر بر تبلور مجدد عبارتند از:
1-  میزان تغییر شکل یا کرنش اعمالی،
2-  درجه حرارت،
3-  مدت زمان نگهداشتن در دمای تبلور مجدد،
4-  اندازه دانه اولیه،
5-  آنالیز شیمیایی فلز،
6-  میزان بازیابی قبل از شروع تبلور مجدد.

▪ توجه به نکات زیر در پدیده recrystallization ضروری بنظر می رسد:

ـ تبلور مجدد فقط در صورتی می تواند انجام گیرد که مقدار حداقل تغییر شکل معینی انجام گرفته باشد.

ـ هر چقدر میزان این تغییر شکل بیشتر باشد، دمای پایین تری برای تبلور مجدد مورد نیاز است و دانه تبلور یافته نیز کوچکتر خواهد شد.

ـ با کاهش دمای تبلور مجدد مدت زمان حرارت دادن طولانی تر می شود

ـ اندازه نهایی دانه های تبلور مجدد یافته به میزان کرنش اعمالی و دمای تبلور مجدد بستگی دارد؛

ـ هر چقدر اندازه دانه های اولیه کوچکتر باشد، میزان تغییر شکل مورد نیاز برای یک دمای تبلور مجدد معین کوچکتر است.

ـ دمای تبلور مجدد با افزایش میزان خلوص فلز کاهش می یابد.

ـ اگر دانه های جدید فاقد کرنش در دمایی بیشتر از دمای لازم برای تبلور مجدد حرارت داده شوند، اندازه دانه بسیار زیاد خواهد شد.

ـ دمای تبلور مجدد یک دمای ثابتی نیست و به عوامل فوق بستگی دارد، اما در کارهای عملی دمای تبلور مجدد، دمایی تعریف می شود که در آن: تبلور مجدد آلیاژی که تغییر شکل سرد یافته (به مقدار زیاد) در مدت یک ساعت بطور کامل انجام گیرد.

تبلور مجدد را می توان برای فلزات خالص صنعتی به کمک رابطه T > Tm ۰.۴-۰.۵بصورت تقریبی تخمین زد. البته برای مسی که ۲-۳ درصد کرنش داشته باشد، دمای تبلور مجدد ۰/۵Tm یعنی حدوداً ۴۰۰ درجه سانتیگراد قابل تصور است اما با افزایش میزان تغییر شکل و مثلاً برای ۹۰ درصد تغییر شکل، دمای تبلور مجدد کاهش یافته و به سمت ۲۰۰ درجه سانتیگراد میل می کند.
سینتیک تبلور مجدد: با افزایش دما، افزایش میزان کرنش، و کاهش اندازه دانه، سرعت پدیده تبلور مجدد بیشتر می شود.

نکته دیگر آنکه ریزساختار تبلور مجدد یافته در حالت تعادل ترمودینامیکی نیست. از این رو با طولانی تر شدن زمان حرارت دهی دانه های کریستالی به رشد خود ادامه می دهند. نیرو محرکه رشد دانه ها، انرژی مرز دانه ( کاهش انرژی آزاد) حاصل از کاهش سطح خارجی مرزدانه ها در واحد حجم نسبت به افزایش اندازه دانه است. مرحله رشد دانه به شدت به درجه حرارت بستگی دارد. تبلور مجدد ثانویه نیز در مرحله رشد دانه، شناسایی شده است: در تبلور مجدد ثانویه فقط تعدادی از دانه ها بطور ترجیحی رشد می کنند، بطوری که در حین تبلور مجدد ثانویه دانه های بزرگتر در کنار دانه های نسبتاً کوچک تبلور مجدد اولیه شکل می گیرند

در فرایند recrystallization فلزاتی چون مس و آهن و آلومینیم، گاهی کریستالهای جدید در موقعیتهای مرتبی که تعیین شده است رشد می کنند، و بافت یا texture تبلور مجدد می سازند. این texture اغلب با texture تغییر شکل فرق دارد اما در بعضی موارد ممکن است این دو یکسان باشند.

اگر ورق مس را پس از نوردکاری سرد تا کاهش مقطع ۸۰ درصد یا بیشتر، آنیل کنند، بافتی مکعبی تشکیل می دهد که در آن امتدادهای <۱۰۰> با امتدادهای نوردکاری، پهنا و ضخامت ورق همراستا می باشد در تحقیقی که با همکاری آژانس بین المللی انرژی اتمی و مرکز بین المللی فیزیک تئوری در سال ۱۹۸۷ در مراکز دانشگاهی مصر انجام گرفت، توان اورامی بعنوان پارامتری مستقل از دما در تبلور ذخیره مجدد مس خالص (حین فرایند آنیل ایزوترمال و ایزوکرونال به معنی همدما و همزمان) مورد بررسی قرار گرفت .

در این تحقیق مشاهده شد که جوانه زنی مس خالص در دمای ۳۰۰ درجه سانتیگراد آغاز می شود؛ توان اورامی مستقل از دما و برابر ۱ بدست آمد؛ ضریب ثابت K در معادله اورامی وابسته به دما بوده و با افزایش دما زیاد می شود، این مقدار برای دماهای ۳۰۰ و ۳۵۰ درجه سانتیگراد به ترتیب ۰۰۰۲/۰ و ۰۰۰۷۵/۰ گزارش شده است؛ در تحقیق دیگری که توسط Kazeminazhad & Karimi Taheri انجام شده است، سیمهای مسی (مس خالص ۹۹ درصد) نورد تخت (بعنوان یک فرایند تغییر شکل ناهمگن) و سپس آنیل شده ، و تبلور مجدد و توزیع اندازه دانه در نمونه های نهایی مورد بررسی قرار گرفته است. انرژی ذخیره شده در نمونه ها بعد از نورد تخت از سطح به مرکز افزایش می یابد، همچنین کرنش موثر ماکزیمم و مینیمم به ترتیب در مرکز و سطح نمونه ها بدست می آیند، این نشانه عدم یکنواختی در توزیع کرنش و انرژی ذخیره شده بعد از نورد تخت در ماده مورد نظر است و می تواند باعث عدم یکنواختی ساختار بعد از آنیل هم بشود. به دلیل دانسیته بالای جوانه ها در مناطق با انرژی ذخیره شده بیشتر، بعد از فرایند آنیل و وقوع پدیده تبلور مجدد، اندازه دانه ها نیز از سطح به مغز نمونه ریزتر می شوند.

Christian ، توان اورامی (Avrami Exponent) را برای جوانه زنی از سایتهای اشباع در مس و در همه بازه های دمایی عدد ۳ و با آنالیز دو بعدی تغییر شکل همگن عدد ۲ گزارش کرده است. اما در این تحقیق با استفاده از شبیه سازی مونت کارلو، و رسم نمودار تغییرات کسر تبلور یافته بر حسب زمان، توان اورامی (شیب نمودار) ۱ بدست آمد که در سازگاری با عدد گزارش شده از Rollett et al. برای تغییر شکل ناهمگن فلزات می باشد. دلیل توان اورامی کوچکتر در تغییر شکلهای ناهمگن به دلیل تبدیل تبلور مجدد سریع به تبلور مجدد با سرعت کمتر می باشد. نمودار تغییرات کسر تبلور یافته بر حسب زمان به شکل S ناقص است که این امر می تواند به دلیل شیب کم ابتدای تبلور مجدد باشد.

به دلیل آنکه سینتیک رشد دانه در دانه های ریز بیشتر از دانه های درشت است، با افزایش زمان آنیل و رشد دانه، تفاوت بین اندازه دانه ها در مناطق مختلف کمتر می شود.

اما در تحقیق دیگری که بر روی آلیاژ ۵۰۸۳ آلومینیم انجام شده است، کاملاً عکس مشاهدات فوق گزارش شده است: تمرکز بیشتر انرژی

ه در سطح نمونه های نورد شده، به دلیل وجود اصطکاک و کرنشهای برشی در سطح تماس نمونه با غلطک و به دنبال آن اندازه دانه ریزتر در سطح نمونه ها.

در پایان این نکته را بار دیگر متذکر می شویم که کنترل فرایندهایی چون تبلور مجدد می تواند متخصصان شکلدهی فلزات را در بدست آوردن خواص مطلوب بعد از کار گرم یاری رساند

نيتروره: غني‌سازي سطح يك قطعه كار با عنصر نيتروژن با انجام عمليات ترموشيميائي نيتروره گفته مي‌شود كه چنانچه عمل نيتروره در نمك مذاب انجام گيرد اصطلاحا به آن نيتروره كردن درحمام نمك اطلاق مي‌شود.

 استفاده از اين روش براي قطعات تا قطر 48 و طول مفيد 140 سانتي‌متر امكان‌پذير مي‌باشد كه در آن پوسته‌ ای با ضخامت حداكثر 2/0 ميلي‌متر (200 ميكرون) بر روي سطح تشكيل شده و سختي معادل 32 تا 60 راكول C بر روي سطح ايجاد مي‌نمايد.

5- مزيتها:

تشكيل يك منطقه تركيبي با نفوذ نيتروژن و مقدار كمي كربن روي سطح فلزات آهني، خواص خوب لغزشي و سرندگي را سبب مي‌شود.

باعث افزايش مقاومت سايشي، مقاومت به شوكهاي حرارتي و مقاومت به خوردگي مي‌گردد.

باعث استحكام خستگي مي‌گردد.

يكي از مزيتهاي عمده اين روش نسبت به روشهاي ديگر آنست كه به علت پايين بودن درجه حرارت عمليات (°c570) قطعه تاب برنمي‌دارد.

ارزیابی اثر حفره باز استخراج زغال سنگ در استفاده از دور دریافت ها

چکیده :

اثرات محیطی استخراج زغال سنگ بسیار و مختلف هستند . اگرچه زغال سنگ ، منبع انرژی ضروری در درخواست های صنایع موجود  و در حال رشد کشور می باشد. آسیب به محیط نتیجه غیر قابل اجتنابی در حفظ توسعه ملی آن دارد. این هم چنین مطلوب است که اثرات محیطی را از طریق استفاده از روش های صحیح استخراج بهینه و کاهش داد. بنابراین ضروری است که اطلاعات قابل دسترس، موثر و چندگذر سریعی داشته باشیم که وضعیت محیط منطقه را نیز در نظر گیرد، تکنولوژی درو دریافت ها ، وسیله ی عملی آنالیز کردن تغییر شرایط در مکان های دارای معدن را پیشنهاد می دهد . در این تحقیق ، اطلاعات چند گذر لندست TM از حوضه ذغال سنگ سوما به دست آمده که برای شماری از روش های پردازش تصاویر دیجیتالی به کار رفته که در تعیین  و نمایش اثرات محیطی بکار می رود . استفاده ی پردازش تصاویر دیجیتالی وسیله مناسبی برای آنالیز مجموعه ای اطلاعات چند گذری  می باشد .

مقدمه :

اثرات محیطی استخراج زغال سنگ بسیار و مختلف است . انجام استخراج عامل  تجزیه ی زمین ، از بین رفتن جنگل ، خاک سطحی و زمین کشاورزی است که در شرایط توپوگرافی و هیدرولوژی و آلودگی سطح قابل استفاده و آب زیرزمینی تغییر می کند . اگرچه زغال سنگ منبع انرژی ضروری در درخواست های صنایع موجود و در حال رشد کشور  می باشد. آسیب به محیط ، نتایج غیر قابل اجتنابی در حفظ توسعه ملی دارد. این همچنین مطلوب است که اثرات محیطی را از طریق روش های استخراج درست بهینه کرد و کاهش داد و به سرعت بازیابی بخش های آسیب دیده و تعیین مناطق آسیب پذیر برای آسیب محیطی در آینده ی نزدیک صورت گیرد. تمامی این ها به سرعت قابل دسترس ، مختصر ، موثر ،   اطلاعات چند گذری هستند که وضعت محیطی منطقه ی تحقیق را در نظر می گیرند  ( کاترجی  وهمکارانش 1994 ) .

تکنولوژی درو دریافتی وسیله ی عملی از آنالیز تغییر شرایط در مکان های دارای معدن را پیشنهاد می کند . علاوه براین ، اطلاعات از این داده ها مشتق شده که وسیله ی دستیابی به محیط مقبولی را ارائه می دهد و می تواند بعنوان مدرکی در طول دادخواهی استفاده شود . حوضه ذغال سنگ سوما که برای حفره باز و استخراج زیرزمینی برای بیش از شصت سال بکار رفته بعنوان منطقه ی مورد مطالعه در تحقیق فعل انتخاب شده است .

مجموعه های داده های چند گذری لندست TM از حوضه ی زغال سنگ سوما برای شماری از روش های پردازش تصاویر دیجیتالی برای کمک به تعیین و نمایش اثرات محیطی بکار می رود . از آنجایی که این برای یافتن داده های زمین شیمیایی برای تصاویر ماهواره ای قابل دسترس غیر ممکن است. تحقیق تنها با تغییرات توپوگرافی و نباتات به منظور عملکرد و استخراج سروکار دارد .

 منطقه ی تحقیق :

حوضه زغال سنگ سوما در مرز مانسا و هشتاد کیلومتر از مرکز شهر بالکشیر قرار دارد   ( شکل 1 ) . ارتفاع متوسط حوضه از سطح دریا 160 متر می باشد . حوضه زغال سنگ از سه ناحیه اصلی شامل سوما ، دنیس و اینیز تشکیل شده است . در این تحقیق حفره باز معادن جنوبی تاسیس آلگن لگینت ، یکی از تاسیسات کارآفرین زغال ترکیه مورد مطالعه قرار گرفته اند.

رسوبات لگینیتی فروزئیک دوره ترتیاری ( میسین و پلوسین ) و کوارترناری در این منطقه وجود دارند . لگینت میسن در این منطفه از سال 1934 توسط تاسیس آگن لگینیت استخراج           می شود. حفظ ملکی منطقه حدود 60 میلیون می باشد و  حدود ده میلیون تن گیلنت سالانه از حفره های باز تاسیس لیگنیت استخراج می شود .

کسب و روش های داده های :

3-1- تهیه داده های کمکی :منطقه ی تحقیق  ( 6/15 کیلومتر عرض در 8/19 کیبومتر طول ) از شش نقشه ی توپوگرافی منطقه ( هزار متر شبکه ی مرکاتور عرضی جهانی ، زون 35  اسفروئید بین المللی ، مقیاس 25000/1 ، منتشر شده در 1987 ) و بعد خطوط توپوگرافی این منطقه با استفاده از اسکنر سایز AO اسکن شده اند. استفاده از هشت GCP در هنقشه ، شش نقشه ی توپوگرافی منبع زمینی ان شیوه ی انتقال فرافکنی می باشد که برای مواد اسکن شده پیشنهاد می شود . برای نشان دادن خطوط با استفاده از ارقام ، شیوه ی ارقامی روی صفحه استفاده می شود . در این روش لایه شفافی در نقشه های توپ.گرافی زمینی قرار گرفته  که هر خط توپوگرافی با استفاده از موس کشیده باشد هر مقدار خط داده می شود .  

در استفاده از این روش ، خطوط توپوگراف 1079 باافزایش خطوط ده متری با ارقام نشان داده شده اند . بعد از انجام ارقامی ، حداقل مقدار خطوط منطقه تا هشتاد متر تخمین زده شده اند . در حالیه حداکثر مقدار خطوط منطقه 1210 متر بود. نمونه ی عددی ارتفاع بطور منظمی با فاصله از شبکه ی پوشانده ی منطقه سطحی قرار گرفته که مقدار ارتفاع با هر مکان شبکه در ارتباط است .

بنابراین ، نمونه ی عددی ارتفاع ، مدل کلی از سطح زمین رائه می دهد که با فاصله بین نقاط شبکه کاهش به تفکیک رنگی بهتری ، بهبود جزئیات و اطلاعات درست می یابیم . فرمت دوم این است که گروه های خاص کافی ویژگی های طیفی متمایزی دارند، در دسته های 7 و 4 و 1 . TM لندست قرار گرفته است . در دسته یک کانی های آهنی انعکاس پایین داشته ، در حالیکه فیلوسلیکاتها ، کوارتز و دیگر کانی های رنگی انعکاس بالایی دارند. در دسته ی 7  فیلو سلیکاتها و کربنات ها ویژگی های جذب دارند، در حالیکه هماتیت و در گستره کمتری جوتیت پاسخ های بالاتری دارند .

بنابراین ترکیب RGB741 به میزان خاصی از تفسیر سنگ شناسی مربوط می شود. سنگ ها و خاک هماتیت دار قرمز است. کوارتز ها بطور کلی آبی تا سبز آب است . زیر آنها روشن بوده و آهن ندارند . در حالیکه سنگ آهک آب یا ارغوانی است زیرا جذب کربنات در دسته 7 بوده و رنگ کلی شان کمرنگ است. ( بالا در صفحه آب کامپیوتر ) .

سیمان و پرشدن     شکاف ها نیز به واکنش های طیفی اضافه شده اند . اثرات نامطلوب فیبرون خصوصاً این  آخری ها قرمز بوده و ممکن است با مناطق هماتیت دار اشتباه گرفته شوند. در الگوریتم MIS زغال سنگ بطور کلی بنفش بوده و سطوح انعکاس بالایی سفید هستند ، آب، آبی است و بارگران خاکستری است . دیدگاه RGB741 . TM لندست سوما ( در 1989 و 1999 ) در شکل 5 نشان داده شده است . دید RGB اجزای اصولی 1 و 2 و 3 : این الگوریتم PC1 ، PC2  و PC3 ایجاد شده و آنها را بعنوان تصویر RGB نشان می دهد که بطور کلی برای جایگزینی نقشه بکار می روند .

عملکرد آنالیز اجزایی اصولی روش ریاضی است که روابط میان بسیاری از متغییر ها را             نمی پوشاند و میزان اطلاعات را که برای تعیین روابط لازم هستند ، کاهش می دهد . با آنالیز جزء اصولی هر متغییری  ( درون نقشه ) به ترکیب خطی قائم را  با کاهش متغییرها ( نقشه های بیرونی ) انتقال می دهند . تغییر خطی اجزاء فرض می شوند که تمامی تفاوت ها را در هر متغییری توضیح می دهند . هر مولفه اطلاعات متفاوتی را دربر دارد که با مولفه های دیگر مربوط نیستند. آنالیز مولفه اصلی ناشی از تغییر خطی مجموعه نقشه های تصویری                             ( ماهواره ای ) درون مجموعه ای از نقشه های تصویری بیرونی است، هر توضیح مولفه مشترک در نقشه های تصویری بیرونی بعنوان مشابهی برای شماری از نقشه های تصویری درونی گرفته شده اند که کاربر را قادر می سازد . میزانی از کاهش را تعیین کند.

نقشه های تصویری بیرونی در کاهش نظم تفاوت ها لیست شده اند. این کاهش نقشه ها را بوجود می آورد. زیرا آخرین نقظه های تغییر یافته متغییری نداشته یا باقی  می یابد . شبکه مجموعه ای منظم از Z موجود می آورد که از اطلاعات XYZ غیر منظم فاصله دار بدست               می آید . این با استفاده از برون یابی یا درون یابی مقدار z در مکان های فاصله دار منظم جائیکه داده از دست می رود ، به دست می آید .

 در این تحقیق استفاده از کاغذ EMR 1/6 نرم افزار ویزارد شبکه ای و مدل ارقامی ارتفاع منطقه برای اندازه پیکسل ده متر گرفته شده است . برای افزایش دقت عمل ، ارتفاع نقاط منطقه که در نقشه های توپوگرافی نشان داده شده اند . نیز ارقامی بوده و در طول عملکردشبکه بکار می رود . هر داده ای نشان داده شده در 2D نیز می تواند در 3D نشان داده شود که ارائه ی جزء مناسب ارتفاع بکار رود . نمونه ارقامی سرزمین منطقه با استفاده از کاغذ EMR 1/6 نرم افزار الگوریتم 3D گرفته شده است .

این در شکل 2 نشان داده شده است . در این شکل ؛ قرمز برای نمایش مکان های بالا و آبی برای مکان های پایین بکار رفته است . در طول این تحقیق ، شبکه ی فاضلاب منطقه از               نقشه های توپوگرافی با ارقام نشان داده می شود. علاوه بر این زمین شناسی منطقه ، از گرداننده کلی ا ز کارآفرینی زغال سنگ ترکیه گرفته شده است  و با استفاده از اسکنر A4 اسکن شده است . بعد نقشه زمینی گرفته شود و با استفاده از روش صفحه ای ارقامی، ا ز کار افتادن               بخش های زمینی و گسل های منطقه ارقامی نشان داده می شوند.

2-3- کسب و ظاهر کردن تصاویر :

تصاویر شماتیک لندست منطقه در سالهای 1989 و 1999 به دست آمده اند ( خط 118 ، ردیف 33 ) . اصلاح تصاویر TM  لندست به منظور تغییر شیوه ردیابی ضروری است . که در این تحقیق کار رفته است ( سین 1989 ) . در طی این تحقیق، شیوه کم کردن شیء تاریک برای تاثیر اثرات جوی بکار رفته است. به منظور آنالیز تصویری داده های متفاوت پوشش های داده ماهواره ای ، در همان قالب منبع مکانی می گنجد . ثبت تصاویر با قرار گرفتن شمار خاصی از نقاط کنترل زمین در هر دو تصاویر انجام  شده است . طول و عرض جغرافیایی GCPS از پایگاه صحیح نقشه ها تعیین شده اند . تفاوت بین مکان ها GCP معمول و موقعیتشان در تصویر برای تعیین انتقال هندسی سازی برای ذخیره تصویر بکار رفته است .

نزدیک ترین الگوریتم برای نمونه مجدد عکس های تصحیح شده تا اندازه پیکسل سی متر استفاده شده که منجر به اشتباه RM50 ، 7/5 متری بر پایه GCPS می گردد .

3-3- افزایش و طبقه بندی تصویر :

بعد از پردازش داده های ماهواره ای ، چندین شیوه افزایش چندین تصویر به منظور                تفاوت سازی طبقه ها  بکار رفته اند. بعد از تفسیر بصری ترکیبات دسته های متفاوت قادریم بیشتر طبقه های منطقه را تخمین بزنیم .

RGB321 : این الگوریتم صفحه رنگی طبیعی است که دسته های TM لندست  3 و 2 و 1 را شکل می دهد  ( تقریباً برابر با قرمز ، سبز و آبی ) که در صفحه های آبی ، قرمز و سبز گرفته شده اند . ترکیب بطور کلی طبیعی نیست . زیرا دسته های TM لندست دقیقاً با مناطق طیفی قرمز ، سبز و آبی سازگار نیستند ، دسته های یک ( آبی قابل دیدن ) و 3 ( قرمز قابل دیدن ) دامنه های پائین طیفی دارند که چشم مانند آب و قرمز آن را تشخیص می دهد . این تصویر به نظر واقعی می رسد. این تصویر به نظر واقعی می رسد ؛ اما نبود محرزی از نباتات سبز در آن وجود دارد. واکنش سبز گیاهان خیلی محکم نبوده ( انعکاس نباتات در دامنه غیر قابل دید سبز مقایسه می شود ، P.M 56/0  دسترسی TM2 لندست ) . اما چشم انسان بسیار به سبز حساس است . ( مخروط های حساس بسیاری به سبز وجود دارد ) و از اینرو پائین مربوط به آبی و قرمز بزرگ می شود .

این ترکیب تصویر راه حل مکانی پائین در دسترسی یک داشته و گوناگونی طیفی از زمانی که هیچ دسترسی IR منعکس نشده ، محدود شده اند .  دیدگاه های TM RGB321  لندست منطقه سوما ( در سالهای  1989 و 1999 ) در شکل 3 نشان داده شده اند .

RGB432 : این الگوریتم تصویر رنگی اشتباهی است . که معولاً بعنوان رنگ استاندارد اشتباه بدان اشاره می گردد . در این تصویر ، دسترسی TM4 لندست برای لایه قرمز ، باند یا دسترسی 3 ( M 667/0 ، قرمز قابل دیدن ) در لایه سبز و دسترسی2  ( M 567/0 ، سبز قابل دیدن ) در لایه  آبی بکار می روند .

نتیجه این ترکیب رنگ RGB انعکاس بالای نباتات است ( M 837/0 ، دسترسی TM4 ) که نباتات را قرمز کرده نمایان می شود . ویژگی های قرمز مانند خاکهای آهن دار سبز شده ، در حالیکه ویژگی های سبز و آبی را نشان می دهد . این تصویر رنگی اشتباه بطور کلی برای ارزیابی تصویر خاصی در تنوع کاربردهای منبع دار استفاده می شود. مردم به نیاتات علاقه مند بوده که می توانند مکان و چگالی نباتات را ببینند ، مردم به زمین شناسی نیز علاقه مند دارند که همان مشخصه را بوجود می آورند و از تصاویر گیهای دوری می کند. این الگوریتم راه حل مکانی را معتدل می کند ، در حالی که این گوناگونی طیفی را محدود کرده است .

دیدگاه TM RGB432  لندست منطقه سوما ( در سالهای  1989 و 1999 ) در شکل 3 نشان داده شده   است .

RGB741 : این تصویر رنگی اشتباهی استکه بطور گسترده ای برای کاربردهای زمین شناسی استفاده می شود. دسترسی  TM 7  لندست برای لایه قرمز ، دسته 4 برای لایه سبز و دسترسی 1 برای لایه آبی اختصاص داده شده اند. مزیت الگوریتم RGB741  این است که نگذاشته اند (آنها ممکن است تقریبا ً نقشه های ثابت هستند ) ، اهمیتی به مولفه های رایج اضافه نمی شود و ممکن است دور انداخته شوند .

آنالیز مولفه ی اصولی می تواند به چند دلیل استفاده شود ، بعنوان مثال ، تراکم داده ، شیوه ی پردازش قبل از طبقه بندی داده ، دریافت اهداف علایق ، این امکان نیز وجود دارد که تصاویر pcl ، pcr ،3pc ، در استفاده از دسته های 4 ، 7 ، 1TM لندست داده ای TM لندست بوجود آیند .

 از آنجایی که این دسته ها کانی شناسی را نشان می دهند ، این می تواند تصویر خوبی از زمین شناسی تاکیدی باشد . دید RGBمولفه های اصلی دسته های 741 ، TM لندست ( 1989 ) در شکل 6 نشان داد ه شده است .

 تصاویر TM لندست در DTM ، این عملکرد تصاویر ماهواره ای TM لندست را در داده DEM می پوشاند که دید ترکیبی با ارتفاع از DEM و اطلاعات رنگی از داده TM لندست ارائه می دهد .

از آنجائی که TM لندست راه حل زمینی 30 متری درهر پیکسل دارد که به این نوع دیدگاه تنها برای برداشت کلی بزرگ منطقه ای می باشد . منطقه تحقیق ( 1989 ، 1999 ) در استفاده از تصاویر ماهواره ای D3  ، که در شکل 7 نشان داده شده ، مدل شده است .

 نباتات NDNI : NDVI ( تفاوت شاخص نباتات را طبیعی می سازد ) شاخص نباتات را استفاده می کند که داده چند طیفی را در دسته عکس تنها تغییر می دهد که توزیع نباتات را  ارائه می دهد . مقادیرNDVI مقداری از نباتات سبز را نشان می دهد . دامنه مقادیر  NDVI از 1 تا 1 است .

 مناطق بناتی بطور کلی مقادیر بالایی به دلیل انعکاس بالا و انعکاس قابل دید پائین می باشد .

 در مقابل ، آب ، ابر و برف انعکاس بزرگتر متغیری نسبت به انعکاس مادون قرمز دارد . بنابراین ، این ویژگیها مقادیرمنفی شاخص را نشان می دهند . سنگ ها و مناطق عاری از خاک انعکاس مشابهی در دو دسته داشته و ناشی از شاخص نباتی نزدیک صفر است .

 در این الگوریتم ، قرمز برای نمایش مقادیر بالایی NDVI نشان داده شده ، آبی  برای مقادیرپائین  NDVI به کار می رود . شکل 8 دید های NDVI منطقه سوما را نشان                       می  دهد (1989 ،1999 ) .

 در این شکل ، به راحتی می توان تغییرات نباتات را در منطقه دید .منطقه استخراج  (منطقه آبی در مرکز تصاویر) به سرعت دوره ده ساله تغییر می دهد . (1989 ، 1999) و افزایش بالای مکانی در مناطق استخراج اتفاق می افتد . علاوه بر این ، افزایش نیز در مناطق دارای چگالی بالای بناتات مشاهده گردیده است ( مناطق قرمز رنگ ).

اندازه گیری   GPS ( سیستم مکانی جهانی ) در طول سفره های زمینه ای صورت می گیرد نقشه های کار جنگلی و داده های گرفته شده از مدیریت  کلی موسسه های ترکی زغال سنگ این تغییرات را به اثبات می رسانند.

در طول کارهای کشتزاری درخت توسط مدیریت جنگل بانی در 1995 آغاز گردیده که تقریبا ً بیست پنج هزار درخت در این منطقه کاشته شده و مدیریت کلی موسسه های ترکی زغال سنگ در شکافها و مکان های مترو که آنها را می کارند .

 نقشه های  NDVI نیز افزایش مناطق حاصلخیز را در اطراف باکرکای نشان می دهند . جدول یک مقادیر طبقه بندی شده ی NDVI را از منطقه سوما نشان می دهد ( از 1989 تا 1999 ) مناطق نباتات ( مقادیر مثبت NDVI دارند ) حدود 25/6 در صد افزایش یافته است ( تقریباً 20 کیلو متر مربع ) ، خصوصاً مناطق بالای نباتات ( مقادیر NDVI بزرگتر از 6/0 ) حدود 2/25 در صد افزایش یافته است ( تقریباً 78 کیلو متر مربع ) . این مقادیر افزایش یافته در چگالی نباتات و کار های کاشت درخت در منطقه را حمایت می کنند .

 مطالعات بیشتر در زمینه آمده که NDVI محاسبه شده را نشان می دهد که مناطق نباتات انبوهی شرح داده شده اند . اگر چه ، شاخص بکار رفته در مناطق جدا ساز با نباتات پراکنده موفق نبود . مناطق استخراج توسط سطوح پائینی پوشش نباتات مشخص گردیده اند .

 بیشتر رسوبات استخراج شده  در بافت ، پوسته های تجزیه شده و محتوای ریز زغال سنگی مختلف هستند .

 رنگ از خاکستری روشن ، بین خاکستری میانه و تیره تا سیاه بسته به میزان زغال سنگ متفاوت هستند . میزان پائین زغال سنگ اثر قوی روی زغال رنگ و انعکاس طیفی دارد . روشنی رسوبات معدنی اثری روی شاخص نباتات دارد .

در این تحقیق ، ما به این مظنون هستیم که دلیلی برای نتایج نا رضایت کننده است . مقادیر NDVI در حفره باز مناطق استخراج پائین تر هستند که تقریباً در مناطق بازیابی هستند ، حتی زمانیکه هر دو منطقه نوع مشابهی از نباتات و همان در صد را دارد .

طبقه بندی نظارت نشده از کاربرد حداکثری در تصاویر طبقه بندی شده هستند که در اطلاعات زمینه ایقابل دسترسی برای مکان درستی از مکان های نشانه رفته یا جائیکه شمار بسیاری از طبقه های طیفی حاضر هستند ، محدود شده است . جائیکه محل های بسیاری با چند طبقه ی زمینی طبقه بندی شده اند و جائیکه اطلاعات زمینه ای برای کمک به زمین قابل دسترسی است ، طبقه بندی نظارت شده در استفاده های معدن مناسب است ( راتور ورایت ، 1993 ) .

در این تحقیق ، شیوه ی حداکثری احتمالی انتخاب شده است . این شیوه در روش طبقه بندی نظارت شده استفاده می شود ( اسمیت وگلاسر ، 1998 ) .

این الگوریتم نتایج احتمالی را ارائه می دهد . طبقه بندی احتمالی حداکثری مقادیر طیفی پیکسل های زمینی فرض شده اند که طبق ساختار چگالی عادی چند متغیری پراکنده شده اند .

 برای هر مجموعه مقادیر درونی طیفی ، فاصله در هر طبقه محاسبه شده است . اگر این فاصله کوچکتر از مقادیر آستانه ی تعیین شده می باشد که نام طبقه با کوتاهترین فاصله اختصاص یافته و مقدار مشخص نشده نیز اختصاص داده شده است . در طول این مطالعه ، در ابتدا سی نقطه ی کنترل شده برای طبقه بندی نظارت شده در زمینه گرفته شده که از نوع 12 گارمین GPS استفاده می کند .

 بعد از ترسیم عکس ها و دید دوربین در طول سفره های زمینه ای مثبت شده که ازنقشه های نباتی منطقه استفاده می کند که از مدیر جنگل بانی گرفته شده و پنج طبقه اصلی در منطقه مشخص گردیده : منطقه معدن دار ، جنگل ، منطقه حاصلخیز ، خاک و مکان شهری .

بعد مکان های ناحیه ای  که ویژگیهای این طبقه ها را با استفاده از نرم افزار مشخص می کند . هر تصویر TM لندست مکان های سرزمین دارد . این به دلیل متغیر های بالای گذرای این منطقه ضروری است .

بعد از طبقه بندی احتمالی حداکثری برای چند دسته و ترکیب داده بکار رفته  که نتایج با داده فرعی به منظور سنجیدن دقت مقایسه شده است .

 بعضی طبقه ها از داده TM لندست زمانیکه از بعضی از دسته ها استفاده می کنند ، قابل تعیین نیستند . به دلیل طیف هیدروژنی سطح مناطق معدن دار با مجموعه مکانی توام است ، تفکیک طیفی با استفاده ازدسته های انتخاب شده به دست آمده که برای طبقه بندی تمامی معادن دو ویژگیهای بازیابی با دقت قابل قبولی کافی نیست .

 استفاده از تمامی دسته های  TM لندست ( جزء دسته 6 ، که دسته حرارتی است ) نتایج خوبی برای تمامی طبقه ها می دهد .

نقشه های در بر گیرنده زمینی مناطق در سالهای 1989 ، 1999 به وجود آمده اند ( شکل 9 ، 10 به ترتیب ) .

مشخص شده که پردازش داده کامپیوتر به خودی خود برای تعیین درست محدوده های فعال معدن یا مناطق پو ششی نا مناسب است .این ابتدا برای حقیقتی است که شماری از دیگر ویژگیها مانند برشهای جاده ، مکان های ساختاری و زمین های کشاورزی اثرات مشابه ی ایجاد می کنند .

 بسیاری از ویژگیهای گسترده کوچک هوایی ( کوچکتر از پیکسل TM   لندست ) توسط طبقه بندی مشخص نشده اند . جدول 2 نتیجه ی طبقه بندی تمامی و تغییرات مکانی و گذرایی را نشان میدهد .

همانطور که در جدول دیده میشود ، فعالیت های استخراجی در منطقه حدود سه بار در دوره ده ساله افزایش یافت ( از 1989 تا 1999 ).

در طول این دوره ، خاک حدود 5/10 کلیومتر کاهش یافته ، در حالیکه جنگل حدود 6/17 کلیومتر افزایش یافته تا کار کاشت درخت ازطریق هم مدیر کلی موسسه ترکی زغال سنگ و هم مدیر جنگل بانی اداره می شود .

 به دلیل فعالیت های استخراج و توسعه های صنعتی در منطقه ، مکان شهری نیز افزایش                می یابد.  اگر چه با توجه به جدول مناطق حاصلخیز بطور شگفت آوری کاهش می یابد ( تا حدود 99/11 کیلومتر ) ، شکل نشان می دهد که بیشتر مناطق حاصلخیز در جنگل بانی تغییر کرده بودند .

یکی از اثرات مشخص و اصلی استخراج سطحی در اخلال و تجزیه ی زمین بکار رفته است .نقشه برداری و نمایش دوره ای گستره هوایی و مکان این تجزیه می تواند اهمیت اساسی در راه حل های شکل گرفته برای استخراج مواد باز یافته داشته باشد .

بررسی این مقاله نشان  می دهد که دور دریافت ماهواره ای و هوایی بطور گسترده و موثری برای نمایش اثرات محیطی سطح فعالیت های استخراج استفاده شده است .

شواهدی برای افزایش تفکیک مکانی TM لندست دارد که دقت طبقه بندی افزایش یافته را نشان نمی دهد ، در حالیکه تفکیک مکانی بالاتری به متغیرطیفی افزایش یافته ختم می شود که در بازگشت ممکن است مانع طبقه بندی درست شود .

لندست TM و دیگر داده دور دریافت ماهواره ای برای مطالعه و نمایش زمین ها از طریق فعالیت های استخراج حفره باز مفید است .

 نتایج این تحقیق فرصت های زمانی و مالی مناسبی از داده ماهواره ای تفکیک یا برای استخراج سطح نمایش و فرایند بازیابی در ترکیه را نمایش می دهد .

 در مقایسه ی کسب داده مرسوم و روش های تغییر، مقادیر ماهواره ای منبع داده ای خوب یا تفکیک گذاری مفید هستند .مجموعه مکانی و هیدروژنی طیفی مناطق معدن کاربرد داده ماهواره ای بسیار مشکلی بوجود می آورد . هر چند سطح اصلی معدن و ویژگی های بازیابی توسط داده TM لندست ردیابی و نمایش شده اند .

 بطور خلاصه ، پتانسیل دور دریافت ماهوار های برای نمایش معادن حفره باز لیگنیت بالاتر از چیزی که تا به حال شناخته شده است .

اگر چه دور، دریافت به طورکامل شیوه های مرسوم را جابجایی نمی کند . ترکیب فضابرد و هوابرد دور دریافت و شیوه های مرسوم ابزار موثر و مفیدی برای نمایش زمین ها در دوره طولانی ارائه می دهد.     

اتانول

اتانول

اطلاعات اولیه

نام آیوپاک

نامهای دیگر

فرمول شیمیایی

وزن مولکولی

نقطه جوش

نقطه ذوب

PH

اتانول

اتیل الکل ، الکل اتیلیک

46.069gr/mol

78.4 درجه سانتیگراد

114.3- درجه سانتیگراد

7

 

ساختمان اتانول

تاریخچه

اتانول برای انسان از دوران باستان شناخته شده بود، زیرا این ماده ، جزء اصلی مشروبات الکلی است. جداسازی آن بصورت اتانول نسبتا خالص احتمالا اولین بار توسط "جابر بن حیان" که صنعت تقطیر را گسترش داد، انجام شده است. البته بیشتر گمان می‌رود که اتانول خالص توسط "محمد زکریای رازی" دانشمند ایرانی تولید شده باشد.

فرایند تولید

اتانول مورد استفاده در نوشابه‌های الکلی توسط فرایند تخمیر از متابولیسم گلوکز توسط گونه مخصوصی از مخمرها در غیاب اکسیژن تولید می‌شود و در پایان فرایند تخمیر غلظت اتانول را با تقطیر بالا می‌برند. برای مخلوط اتانول با آب بالاترین نقطه آزئوتروپ جوش برای 95% الکل و 5% آب است. بنابراین جزء تقطیر شده مخلوط اتانول و آب نمی‌تواند خالصتر از 95 درصد باشد. برای تولید اتانول خالص‌تر ، مقدار کمی بنزن به آن اضافه می‌شود.

بنزن ، آزئوتروپ سه‌گانه ‌ای با آب و اتانول تشکیل می‌دهد و مخلوط دوباره تقطیر می‌شود. نتیجه این فرایند بدست آوردن اتانول بدون آب است. با این همه چند ppm بنزن در اتانول باقی می‌ماند که جذب آن در بدن از مشخصه‌های آسیب کبدی است که در افراد الکلی دیده می‌شود.

تولید اتانول صنعتی

اتانول سوخت نسبتا خوبی برای موتورهاست و در صنعت ، بصورتهای مختلفی استفاده می‌شود. اتانول مورد مصرف در صنعت را معمولا از واکنش کاتالیزوری آب با اتیلن تولید می‌کنند. این یک واکنش افزایشی است که در آن یک مولکول آب شکافته شده ، قطعات حاصل از آن به اتمهای کربن در پیوند دوگانه اضافه می‌شود. این فرایند ، تولید اتانول اقتصادی‌تر از تولید آن با مخمر است.

امروزه برای تولید تجارتی آسان آن تخمیر مواد آلی زائد مانند خرده چوب و خاک اره پیشنهاد شده است. اتانول صنعتی برای مصرف انسان ، نامناسب است، زیرا به آن ، مقادیر کمی متانول و مواد سمی دیگر اضافه می‌شود.

خواص فیزیکی

اتانول ، مایعی قابل احتراق و بی‌رنگ بوده ، یکی از انواع الکلهای موجود در نوشابه‌های الکلی است. گرانروی آن ، مانند آب است و بوی نسبتا تندی دارد. در صنعت بعنوان حلال و ماده واسطه شیمیایی برای تولید بیشتر ترکیبات آلی استفاده می‌شود. بدلیل تشکیل پیوند هیدروژنی با هر نسبتی در آب حل می‌شود. اتانول در مقایسه با ترکیبات آلی که وزن مولکولی یکسانی با آن دارند، نقطه جوش بالاتری دارد.

به عنوان مثال نقطه جوش پروپان که تقریبا وزن مولکولی برابری با اتانول دارد، 43- درجه سانتی‌گراد است، درحالی‌که نقطه جوش اتانول 78 درجه سانتی‌گراد است. دلیل این اختلاف ، وجود پیوندهای هیدروژنی مربوط به گروه OH است که نیروی جاذبه میان مولکولهای مجاور را افزایش می‌دهد. اتانول خاصیت ضعیف اسیدی و بازی از خود نشان می‌دهد که خاصیت بازی آن بدلیل جفت الکترون تنهای اکسیژن بوده و خاصیت اسیدی آن ، بخاطر پیوند هیدروژن با عنصر الکترونگاتیو اکسیژن است. اتانول با فلزات فعال ( Na و K و Mg و … ) وارد واکنش شده ، اتوکسید ایجاد می‌کند.

کاربرد

اتانول بدلیل نقطه ذوب پائین در صنعت ضدیخ‌سازی استفاده می‌شود. حلال بسیار خوبی است و در صنعت عطرسازی ، رنگسازی و … استفاده می‌شود. محلول %85 – 70 آن بعنوان محلول ضدعفونی کننده کاربرد دارد. اتانول با تغییر دادن پروتئین و حل کردن چربی ، میکرو ارگانیسمهای آنها را از بین می‌برد. البته این عمل فقط در برابر باکتریها و ویروسها و قارچها موثر است، ولی در مقابل هاگ ، باکتریها تاثیری ندارد. اتانول همچنین در صنایع مشروبات الکلی به میزان گسترده ای مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

ساختمان اتانول

نکته مهم

مصرف بیش از حد مشروبات الکلی ، بدلیل وجود اتانول در ترکیب آنها باعث ایجاد عوارض بسیاری در سلامتی انسان می‌شود که عبارتند از :

عوارض حاد

تهوع ، استفراغ ، افسردگی ، تنگی نفس.

عوارض مزمن

اعتیاد به الکل (الکسیم) ، سایروز کبدی ، تاثیر در سلسله اعصاب مرکزی ، تاثیر در حافظه در بلند مدت.

معرفی

   کلر عنصر شیمیایی با عدد اتمی ۱۷ و نشان Cl می‌باشد. کلر هالوژن است و در جدول تناوبی در گروه ۱۷ قرار دارد. گاز کلر زرد مایل به سبز است، دو و نیم مرتبه از هوا سنگین تر، دارای بوی بسیار بد و خفه کننده و بسیار سمی است. این عنصر عاملی اکسید کننده، سفیدکننده و گندزدا می‌باشد. کلر به‌عنوان بخشی از نمکهای طعام و ترکیبات دیگر به مقدار زیادی در طبیعت و لزوماً در بیشتر جانداران وجود دارد.

ویژگی‌های درخور نگرش

نوع خالص این عنصر شیمیایی به شکل گازی دو اتمی و سبز رنگ می‌باشد. نام کلر برگرفته از واژه chloros به معنی سبز مایل به زرد است ،که اشاره به رنگ این گاز دارد. این عنصر جزئی از گروه هالوژنهای نمک ساز می‌باشد و به‌وسیله اکسایش کلریدها یا به روش رایج الکترولیز تهیه می‌گردد. کلر گازی است به رنگ زرد مایل به سبز که تقریباً با تمامی عناصر به سرعت ترکیب می‌شود. در ۱ لیتر آب ۱۰ درجه، ۳٫۱۰ لیتر ودر آب ۳۰ درجه تنها ۷۷/۱ لیتر کلر حل می‌شود.

کاربردها

کلر عنصر شیمیایی مهمی در تصفیه آب، مواد گندزدا در سفید کننده و نیز در گاز خردل به شمار می‌رود. همچنین کلر در ساخت طیف وسیعی از اقلام روزمره کاربرد دارد.

برای از بین بردن باکتری و سایر میکروبهای موجود در ذخائر آب آشامیدنی بکار می‌رود. امروزه حتی به ذخائر کوچک آب همواره کلر افزوده می‌گردد. در تولید محصولات کاغذی، مواد ضد عفونی کننده، رنگدانه‌ها، مواد غذائی، حشره کشها، رنگها، فرآورده‌های نفتی، پلاستیک، دارو، منسوجات، حلالها و محصولات مصرفی بسیار زیاد دیگری کاربرد دارد. درترکیبات آلی درصورتیکه کلر جایگزین هیدروژن شود«لاستیک مصنوعی) اغلب باعث ایجاد خصوصیات مورد نیاز در این ترکیبات می‌گرددلذا در ترکیب آلی از این عنصر به‌عنوان عامل اکسید کننده و جانشین، به طور گسترده استفاده می‌گردد.

سایر موارد کاربرد کلر در تولید کلراتها، کلروفرم، تتراکلراید کربن ودر استخراج برم می‌باشد.

تاریخچه

کلر (از واژه یونانی χλωρος به معنی زرد مایل به سبز) را Carl Wilhelm Scheele در سال ۱۷۷۴ کشف نمود و اشتباهاً تصور کرد این عنصر حاوی اکسیژن است. Humphry Davy در سال ۱۸۱۰ نام کلر را برای این ماده انتخاب کرد و اصرار داشت که این ماده در واقع یک عنصر است.

پیدایش

به‌وسیله الکترولیز محلول آبداری از کلرید سدیم، کلر تولید می‌شود. این عنصر در طبیعت فقط بصورت ترکیب با سایر عناصر و عمدتاً سدیم به شکل نمک طعام (NaCl)، و همچنین در کارنالیت و سیلویت، یافت می‌شود.

ترکیبات

کلریدها، کلریتها، کلراتها، پرکلراتها و کلرامینها

ایزوتوپها

دو ایزوتوپ پایدار اصلی برای کلر با جرم ۳۵ و۳۷ وجود دارد که به نسبتهای به ترتیب ۳:۱ یافت شده و وزن اتمی مقادیر عمده و مشهود ۵/۳۵ را در اتمهای کلر ایجاد می‌کنند.کلر دارای ۹ ایزوتوپ با Mass number(خردیزه جرم) بین ۳۲ و ۴۰ می‌باشد که تنها سه عدد از این ایزوتوپها بصورت طبیعی یافت می‌شوند.کلر پایدار ۳۵ (۷۷/۷۵٪)، کلر ۳۷(۲۳/۲۴٪) و کلر رادیواکتیو ۳۶. نسبت کلر ۳۶ به کلر پایدار در محیط زیست تقریباًE -۱۵: ۱ ۷۰۰ است.Cl-۳۶ درجو به‌وسیله پراشیدن Ar-۳۶ براثر فعل و انفعالات پروتونهای اشعه کیهانی حاصل می‌گردد. در زیرسطح زمین Cl-۳۶ عمدتاً در نتیجه جذب نوترون توسط Cl-۳۵ یا جذب موآن به‌وسیله Ca-۴۰ تولید می‌گردد.Cl-۳۶ به صورت S-۳۶ و Ar-۳۶ با نیمه عمر درهم ۳۰۸۰۰۰ سال متلاشی می‌شود. نیمه عمر این ایزوتوپ آبدوست و غیر واکنشی، آن را مناسب تاریخ گذاری زمین‌شناسی با دامنه‌ای از ۶۰۰۰۰ تا ۱ میلیون سال می‌نماید. بعلاوه مقادیر زیادی Cl-۳۶ به‌وسیله پرتوافشانی بر آب دریا، در خلال انفجارات جوی سلاحهای اتمی بین سالهای ۱۹۵۸ و ۱۹۵۲تولید شد. مدت زمان حضور Cl-۳۶ در جو تقریباً یک هفته‌است. بنابراین Cl-۳۶ به‌عنوان رویداد شمار آبهای داخل خاک و زیرزمینی دهه ۵۰ برای تاریخ گذاری آبهای کمتر از ۵۰ سال پیش نیز سودمند است. Cl-۳۶ در مراحل دیگری از علم زمین‌شناسی از جمله تاریخ گذاری یخها و رسوبات بکار می‌رود.

هشدارها

کلر موجب تحریک دستگاه تنفسی بخصوص در کودکان و کهنسالان می‌شود.کلر در حالت گازی باعث تورم غشای مخاطی شده و درحالت مایع موجب سوختگی پوست می‌شود. مقدار ۳٫۵ppm آن لازم است تا به‌عنوان بویی متمایز شناخته شود و مقدار ppm۱۰۰۰ آن کشنده‌است. به همین علت در طول وضعیت زندگی استاد درجنگ جهانی اول کلر یکی از گازهایی بود که به‌عنوان گاز جنگی مورد استفاده قرار گرفت. مواجهه با این گاز نباید از ۰٫۵ppm فراتر رود(با میانگین وزنی زمان ۸ ساعت –۴۰ ساعت در هفته).

مواجهه شدید با مقدار زیاد کلر غلیظ (اما نه مقدار کشنده) می‌تواند باعث ادم ریه یا آب آوردن آن که وضعیتی بسیار ناگوار است، گردد.تماس دائم با مقادیر کم آن ریه‌ها را ضعیف کرده وآسیب پذیری ریه‌ها را در برابر بیماریهای دیگر افزایش می‌دهد. در صورت مخلوط شدن مواد سفید کننده با آمونیاک، اوره و سایر محصولات شوینده، احتمال تولید گازهای سمی وجود دارد. این گازها حاوی مخلوطی از گاز کلر و تری کلرید نیتروژن هستند؛ بنابراین باید از چنین ترکیبی اجتناب کرد.

روند شیمیائی تولید گاز کلر

کلر را می‌توان از الکترولیز محلول سدیم کلراید، مانند برین، به دست آورد.

الکترولیز سلول جیوه

الکترولیز سلول جیوه اولین روش تولید کلر در مقیاس صنعتی بود. آندهای تیتانیوم بالای یک کاتد جیوه مایع قرار می‌گیرد، محلولی از کلرید سدیم بین دو الکترود قرار قرار داده می‌شود. وقتی جریان الکتریکی برقرار می‌شود، کلراید در سمت آندهای تیتانیوم آزاد شده ،و در همین حال سدیم بصورت ملغمه‌ای در جیوه رسوب می‌کند.

ملغمه را می‌شود، با فعال کردن مجددش، توسط آب به جیوه تبدیل کرد؛ که ایجاد هیدروژن و هیدروکسید سدیم می‌کند. اینها خود ،محصولات جنبی مفیدی هستند. این روش مقادیر زیاد انرژی را مصرف می‌کند و در عین حال نگرانیهائی در باره خروج جیوه به محیط نیز وجود دارد.

الکترولیز سلول دیافراگم

یک صفحه آزبست روی شبکه آهنی کاتد قرار می‌گیرد تا از اختلاط مجدد کلر تشکیل شده در آند و هیدروکسید سدیم تشکیل شده در کاتد جلوگیری نماید. این روش ،از روش سلول جیوه کمتر انرژی مصرف می‌کند ،اما هیدروکسید سدیم را به سختی می‌توان جمع آوری و به ماده‌ای مفید تبدیل کرد.

الکترولیز یاخته پوسته

یاخته الکترولیز توسط یک پوسته ،که به عنوان یک تبادل کننده یون عمل می‌کند ،به دو قسمت تقسیم می‌شود. محلول کلرید سدیم خیس در سمت آند قرار گرفته و آب مقطر در سمت کاتد قرار داده می‌شود. این روش تقریباً به اندازه یاخته دیافراگم به صرفه بوده و باز هم تولید هیدروکسید سدیم بسیار خالص می‌کند.

محلول N100 یک رزین آب بند کننده

محلول N100  یک رزین آب بند کننده با درصد آب بندی 100 درصد و ایجاد مقاومت 75 درصد در مصالح است.

این محلول دارای مشخصات الاستیته و انعطاف (T.g-6) و PH  خنثی می باشد.

ترکیبات : ساختار آن مواد کوپلیمری اکریلیک و حلال آب مقطر می باشد .

علاوه بر این پوشش ایجاد شده بوسیله رزین N100  : سدی در برابر اشعه UV خورشید، جلوگیری از نفوذ آّب درون سطح، عدم پوسته شدن (بر خلاف رزین ها)، خاصیت مقاومت در برابر باران های اسیدی، ایجاد مقاومت دمایی نسبت به محیط و همچنین مایعات در تماس ( دمای 350 درجه سانتیگراد تا 75- درجه سانتیگراد)، ضد خزه، جلبک و باکتری و  افزایش مقاومت مصالح در برابر نمک‌های محلول در آب، بویژه نمک‌های کلر هستند.

موارد مصرف

آب بندی سطح پشت بام و جایگزین کامل ایزوگام: قابل اجرا بر روی سطوح موزاییک ، سنگ ، واش بتن  سیمانی ، بتن، گچ

دیوارهای جانبی ساختمان های در معرض باران و رطوبت بالا

ضدآب کردن بند هایی که نم و رطوبت از آن ها نفوذ میکند.

روش اجرای  محلول N100

ابتدا سطح مورد نظر را کاملاً تمیز و خشک نمائید. ظرف محتوی محلول را به خوبی تکان دهید؛ سپس  با استفاده از قلم مو سطح را پوشش دهید. بعد از خشک شدن لایه اولیه دومین لایه را بر روی لایه قبل اجرا نمایید. خشک شدن این محلول بر روی سطح کار بستگی به محیط دارد و معمولا بین یک تا شش ساعت است.. رقیق کننده این محلول آب می باشد؛ آن را با آب رقیق نمائید؛ تا قلم مو با راحتی بیشتر بر روی سطح حرکت نماید و از ایجاد لایه های ضخیم که موجب عدم یکنواخت شدن و سفید گردیدن بعضی نواحی می شود؛ جلوگیری گردد.

نکات

ظرف حاوی محلول در دمای 5 تا 30 درجه سانتیگراد نگهداری شود.

مدت زمان لازم برای پایداری پوشش بین 1 تا 6 ساعت است.

از اجرای پوشش های نانو در هوای سرد و زیر دمای 20  درجه سانتیگراد و همچنین بر روی سطوح مرطوب خودداری نمائید.

محیط آغشته شده به محلول بعد از 24 ساعت آبگیری شود.

محصول نفوذگر : آب بندی فوری

محلول آب بند فوری نفوذگر  جهت  آب بندی سطوحی کاربرد دارد که : دارای عایق می باشند ولی عایق آنها دچار صدمه شده و در حال حاضر نم و رطوبت در محل مورد نظر احساس می شود.

نفوذگر تا عمق سه سانتیمتر در سطح نفوذ می کند و منافذ مویی را پر می نماید؛ توجه نمایید که شکستگی ها و بند های تخریب شده قبلا باید با دوغاب های سیمانی پر گردد و سپس این محلول مورد استفاده قرار گیرد.

ترکیبات : ساختار این ماده بر مبنای نانو پودر اکسید سیلیس و حلال آب مقطر می باشد .

موارد مصرف

آب بندی سطح پشت بام (موزاییک ، سنگ ، واش بتن ، سیمانی ، بتن ، گچ )

ضد آب کردن بندهایی که نم و رطوبت از آن ها نفوذ میکند.

 مناسب جهت آب بند کردن کامل سرویس بهداشتی ، حمام ، بالکن بدون تخریب حتی یک کاشی یا سرامیک

روش اجرای  محلول آب بند فوری نفوذگر

ابتدا سطح مورد نظر را کاملاً تمیز و خشک نمائید ، تا عاری از گرد و خاک و کثیفی شود.

ظرف محتوی محلول را به خوبی تکان دهید؛ سپس  با استفاده از قلم مو سطح را پوشش دهید.

بعد از خشک شدن لایه اولیه (بعد از 20 تا 30 دقیقه) دومین لایه را بر روی لایه قبل اجرا نمایید.

خشک شدن این محلول بر روی سطح کار بستگی به محیط دارد و معمولا بین یک تا شش ساعت است.

بعد از خشک شدن ماده ، سطح شروع به سفید شدن می کند که این نتیجه نفوذ کامل در سطح و اشباع کامل از ماده می باشد که این سفیدک ها و ذرات را با استفاده از دستمال خشک تمیز کنید .

مدت زمان پایداری سطح 24 ساعت می باشد که این زمان نباید سطح آبگیری شود .

جهت تکمیل و ضدآب نمودن بندها می توانید از محلول تکمیل کننده نفوذگر یعنی N100  استفاده نمایید .

نکات

ظرف حاوی محلول در دمای 5 تا 30 درجه سانتیگراد نگهداری شود.

مدت زمان لازم برای پایداری پوشش بین 1 تا 6 ساعت است.

از اجرای پوشش های نانو در هوای سرد و زیر دمای 20  درجه سانتیگراد و همچنین بر روی سطوح مرطوب خودداری نمائید.

محیط آغشته شده به محلول بعد از 24 ساعت آبگیری شود.

تدوین روش سنجش میزان آزاد سازی نانوماده از سطح ظروف حاوي نانوپوشش ضدلک

 چکیده طرح به فارسی :

پوشش نانو آمینو سیلیکون بر ظروف چینی خاصیت بسیار جالب ضد لک  را در چینی مظروف ایجاد
 می کند. این پروژه در کارخانه چینی تقدیس انجام شده است تا مظروف ویژگی آسانی تمیز شوندگی داشته باشند لیکن از طرف دیگر رهایش نانوسیلیکون از سطح  چینی مظروف در هنگام شستشو از جنبه زیست محیطی بسیار مهم است.

بنابراین بر اساس چندین استاندارد مرتبط با صنایع چینی از جمله ASTM C738  روش آزمون استاندارد برای تعیین سرب و کادمیم رها شده از سطح سرامیک های لعاب دار، ASTM C872 2010 روش آزمون استاندارد برای تعیین سرب و کادمیم رها شده از سطح چینی لعاب دار، ASTM C1034  روش آزمون استاندارد برای تعیین سرب و کادمیم رها شده از سطح مظروف پخت و پز سرامیکی لعاب دار و روش جامع سازمان استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران به شماره 1164  روش جدیدی به منظور اندازه گیری میزان رهایش نانو سیلیکون از سطح چینی مظروف تدوین شد.

          ابتدا یک حجم از اسید استیک سرد با 24 حجم آب مخلوط شد سپس آزمایش با اسید استیک (4% حجمی) انجام گرفت. عنصر سیلیسیم رها شده از پوشش نانو آمینو سیلیکون تحت شرایط آزمایشی دمای 20 تا 24 درجه سانتی گراد (68 تا 75 درجه فارنهایت) بعداز 24 ساعت خیساندن درون محلول اسید استیک توسط آنالیز ICP اندازه گیری شد.

          نتایج نشان داد که مقادیر بسیار ناچیز در حدود صفر از عنصر سیلیسیم  درون محلول اندازه گیری شد درحالیکه چنین پوششی حاوی غلظت 2485.7 میلی گرم در یک لیتر (ppm) سیلیسیم می باشد. می توان نتیجه گیری کرد که پوشش نانو آمینو سیلیکون از پایداری خوبی در تماس با غذا و شستشو برخوردار است.

           همچنین در این گزارش آزمون های دیگری همچون ASTM C282   2010  روش آزمون استاندارد برای تعیین مقاومت به اسید سیتریک چینی لعاب دار،  ASTM C614   2010 روش آزمون استاندارد برای تعیین مقاومت به شوینده های قلیایی چینی لعاب دار و غیره بررسی شده است.

---

چکیده طرح به انگلیسی:

Nano amino silicon coating on porcelain wares introduce very interesting anti stain property. This project has done in the Taghdis porcelain company in order to easy cleaning of dishes, on the other hand release of nano silicon from porcelain ware surfaces while washing is very important in point of environmental aspect.

Therefore, based on several international standards related to porcelain technology such as ASTM C738 Standard Test Method for Lead and Cadmium Extracted from Glazed Ceramic Surfaces, ASTM C872 2010 Standard Test Method for Lead and Cadmium Release from Porcelain Enamel Surfaces, ASTM C1034 Standard Test Method for Lead and Cadmium Extracted From Glazed Ceramic Cookware and 1164 Standard of Iran, has been designed a new method in order to determine release of nano silicon from porcelain ware surface.

           At first, it was mixed 1 volume of glacial acetic acid with 24 volumes of water then test article by Acetic Acid (4 % by Volume). The silicium element extracted from

گزارش طرح نانو ضد لک ظروف چینی ( غذاخوری پرسلان) : بخش اول

- پيش‌گفتار

فناوري نانو به دليل تاثير قابل توجه و توسعه روز افزون در زمينه هاي مختلف، داراي اهميت ویژه اي است. در كنار مزاياي غير قابل انكار ابعاد نانو، مسئله زيست محيطي مرتبط با آن نيز از اهميت زيادي برخوردار است . در اين راستا يكي از مسائل مطرح در صنايع چيني مظروف، آسودگي در شستشو و ضد لك بودن مظروف مي باشد. در اين خصوص اطمینان از عدم رهاسازي مواد به كار رفته به عنوان نانو ماده موثر بر روي بدنه ظروف، از اهميت زيست محيطي بالايي برخوردار است. چرا كه در اثر رهايش نه تنها پايداري نانوماده از بين رفته و در نتيجه ويژگي پيشرفته ضد لك بودن به مرور زمان و در اثر شستشوي مكرر از بين خواهد رفت بلكه رهايش اين ماده در آب مصرفي نيز خطرات زيست محيطي دارد.

             هدف از تعريف اين طرح ، تدوين روشي مناسب جهت سنجش ميزان رهايش عناصر موجود در نانوماده سیلیکونی پوشش داده شده بر روی مظروف کارخانه چینی تقدیس و ارایه گزارش آن مي باشد. 

در این تحقیق پس از بررسی و استناد به استانداردهای جامع بین المللی در رابطه با چینی مظروف و ظروف غذاخوری به شماره های:

 ASTM C614   2010

 ASTM C282   2010 

 ASTM C738 

 ASTM C1034 

 ASTM C872 2010

و روش جامع سازمان استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران به شماره 1164

آزمایش هایی مربوط به اندازه گیری میزان آزاد سازی نانوماده سیلیکون از سطح ظروف چيني آلات حاوي نانوپوشش ضدلک (تولیدی کارخانه چینی تقدیس)  طراحی و انجام گرفت.

تشریح دقیق روش آزمون و نتایج در بخش های مربوطه توضیح داده می شود.

متن کامل و اصلی استانداردها نیز در پایان ضمیمه شد. پس از اندازه گیری دقیق عنصر سیلیسیم رها شده در محلول اسیدی استاندارد، نتایج حاکی از آن بود که میزان نانوپوشش رها شده در کاربرد معمول چینی مظروف بسیارناچیز و در حد صفر است. توضیح اینکه: با توجه به نتایج آنالیز FTIR ترکیب اصلی پوشش آمینوسیلیکون می باشد؛ که بخش عمده وزنی ماده موثر این ترکیب بر  اساس نتایج FTIR مربوط به وزن عنصر سیلیسیم می باشد که پس از غوطه وری در محلول 4 درصد حجمی از اسید استیک و بررسی هایی که در دمای بالا انجام گرفته است               می توان میزان حداکثری آمینوسیلیکون رها شده را اندازه گیری کرد که بسیار کمتر از حد استاندارد   ppm  700 گزارش شده در اطلاعات سم شناسی مادة مزبور می باشد. علاوه بر این طبق لیست پیوست چنین ترکیبی جزء بیست آمین خطرناک نمی باشد.

گزارش طرح نانو ضد لک ظروف چینی ( غذاخوری پرسلان) : بخش دوم

آشنایی با رزین های سیلیکونی آبگریز

             رزین های سیلیکونی از اتم های سیلیسیم و اکسیژن تشکیل شده اند که همین ساختمان مقاومت بیشتر آن ها در برابر گرما را سبب می گردد. این رزین ها پایه ی معدنی دارند و کربن و نیتروژن و هیدروژن را می توان به ساختار آن ها افزود.

ساختار اصلی رزین با پیوند اتم سیلیس و اکسیژن با یکدیگر رشد می کند و بنیان های آلی اضافه شونده همانند آلکیل و بنیان آریل اغلب به سیلیسیم اتصال می یابند. ترکیبات سیلیکونی در سه نوع گوناگون ساخته می شوند:

روغن های سیلیکونی

سیلیکون کلروکائوچو

رزین های سیلیکونی

 

رزین های سیلیکونی را پلی سیلوکسان هم می نامند. ترکیبات هالوژن دار هیدروکربورهای اشباع شده در دمای بالا مستقیماً با سیلیسیم  ترکیب می شوند و آنچه به دست می آید مونومری به نام سیلان است.

          وجود سیلیس در این رزین ها سبب می گردد که در برابر مواد شیمیایی و گرمازا مقاومت بسیاری از خود نشان دهند. از سوی دیگر وجود ترکیبات آلی در این رزین ها باعث می شود تا میزان فعالیت شیمیایی خاصیت انحلال پذیری و نرمی این گونه ترکیبات افزایش یابد. هرچه سهم ترکیبات آلی در این رزین بیشتر باشد طبیعت آن به سوی ترکیبات آلی گرایش خواهد یافت.

 

رزین های سیلیکونی معمولاً به حالت محلول عرضه می گردند زیرا بافت مولکولی ویژه و متراکم آن ها در صورت عرضه این رزین به حالت صددرصد کاربردشان را دشوار می سازد. معمولاً رزین های سیلیکونی با درصد جامد 50 تا 80 درصد حمل می شوند. وزن مولکولی آن ها حدود 2000 تا 5000 است و در 200 تا 250 درجه سانتیگراد پخت می گردند.

چنانچه بخواهیم آن را در دمای اتاق خشک کنیم می بایست از خشک کن های فلزی )روی یا منگنز یا کبالت) استفاده نماییم. این رزین ها  چسبندگی خوبی به آلومینیوم و فولاد دارند و در حلال های قطبی مانند متیل الکل های سبک به سختی اما در کتون ها و حلال های آروماتیک به خوبی حل می شوند.

برای رقیق کردن بهتر است از مخلوط چند حلال (برای مثال تولوئن یا زایلن یا سیلکوهگزانون تولوئن یا زایلن با اتیل یا بوتیل استات زایلن با بوتانل) استفاده نمود.

 

کاربرد رزین های سیلیکونی:

رزین های سیلیکونی در رنگ هایی به کار می روند که برای آن ها مقاومت در برابر گرما نیاز باشد. البته این رزین ها قیمت بالایی ندارند. رزین های سیلیکونی به گستردگی در صنایع الکتریکی مورد استفاده قرار می گیرند.

 

سازگاری:

این گونه رزین ها می توانند همراه با پلی ایزوسیانات ها در دمای اتاق پخت شوند و مقاومت خوبی در برابر خوردگی و دما از خود نشان دهند. به هنگام انبارداری نمی بایست با سرب یا ترکیبات سرب تماس یابند. این رزین ها با با رزین های سیلیکونی اصلاح شده سازگارند و نیز با آلکید ملامین اوره و اپوکسی اندکی سازگاری دارند. لازم به توجه است که این گونه رزین ها با روغن بزرک سازگار نیستند.

 

روغن:

دو روش برای دسته بندی از نظر روغن یا اسید چرب مصرفی وجود دارد.

1-نوع خشک شوندگی:  بزرگ تر از 140 بین 125 تا 140 و کوچک تر از   125

2-میزان روغن یا اسید چرب در رزین که long oil بزرگ تر از 55 درصد و medium بین 45 تا 55 درصد و short oil کوچک تر از 45 است.

نوع و میزان روغن مصرفی بر 4 پارامتر اساسی رزین تأثیر گذار است.

زمان خشک شدن 2- سختی 3-پایداری 4- زرد گرایی

آلکید به علت داشتن پلی استر و اسید چرب خاصیت 2گانه دارد. بعضی از خواص آلکیدها ارتباطی به روغن ندارد.