پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته صنایع

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصیلات تکمیلی

 

پایان­نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد “M.Sc”

مهندسی پلیمر – پژوهشی صنایع رنگ

 

عنوان:

تأثیر نانو ذرات TiO2 , Carbon Black بر خواص پوشش­های استتاری در ناحیه مادون قرمز نزدیک

 

برای رعایت حریم خصوصی اسامی استاد راهنما، استاد مشاور، و نام نگارنده درج نمی گردد

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                                        صفحه

چكيده. 1

فصل اول.. 2

مقدمه. 2

1-1- پیشگفتار. 3

فصل دوم. 6

مروری بر منابع مطالعاتي.. 6

2-1- کاربرد پوشش های آلی با خواص مادون قرمز. 7

2-2- مثال­هایی از پوشش­هایی با خواص بازتاب مادون قرمز. 8

2-2-1- پوشش­هایی با بازتاب در مادون قرمز حرارتی.. 8

2-2-2- پوشش­های جمع کننده گرمای خورشیدی.. 8

2-2-3- پوشش­هایی که با اشعه مادون قرمز پخت می شوند. 9

2-3- استتار. 9

2-3-1- هدف از استتار. 10

2-3-2- استتار مادون قرمز(IR) 10

2-4- تشعشعات مادون قرمز. 11

2-4-1- قاعده کلی تفرق تابش نور. 11

2-5- گستره امواج الکترومغناطیسی.. 12

2-6- ناحیه مادون قرمز. 12

2-7- وسایل دیده بانی و آشکارسازها 13

2-8- خصوصیات انعکاسی از محیط­های مختلف… 15

2-9- پوشش های استتاری.. 18

2-9-1- پوشش­هایی برای نواحی بیشه و جنگلی.. 18

2-9-2- پوشش­هایی برای نواحی بیابانی.. 23

2-9-3- پوشش­هایی برای محیط­های اقیانوسی.. 23

2-10- خواص مواد اولیه با کارآیی مادون قرمز نزدیک… 27

2-10-1- انتخاب پیگمنت با خواص مادون قرمز نزدیک… 27

2-10-2- رنگدانه­های آلی.. 31

2-10-3- نانو ذرات.. 32

2-10-3-1- دی اکسید تیتانیوم. 32

2-10-3-2- نانو ذرات کربن بلک… 32

2-10-4- خواص طیفی از رزین­ها 33

2-10-4-1- رزین پلی یورتان.. 35

2-10-5- حلال­ها و دیگر مواد تشکیل دهنده. 36

2-11- فرمول نویسی رنگ… 38

2-12- آلومینیوم. 40

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را در شماره بندی انتهای صفحه بخوانید              

2-13- آماده سازی سطوح.. 41

2-13-1- مناسب سازی پیش از اِعمال.. 42

2-13-2- تمیزکاری اولیه. 43

2-13-3- حذف اکسیدها به روش­های امکانپذیر. 43

2-14- آندایزینگ… 46

2-14-1- مفاهیم و کاربردها 46

2-14-2- روش­های آندایزینگ… 47

فصل  سوم. 51

مواد و تجهیزات.. 51

3-1- مواد مصرفی و تجهیزات.. 52

3-2 مواد مصرفی.. 52

شما می توانید مطالب مشابه این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید                     

3-2-1- رنگدانه­های آلی.. 52

3-2-2- نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم. 54

3-2-3- نانو ذرات کربن بلک… 54

3-2-4- رزین.. 55

3-2-5- حلال­ها 55

3-2-6- اسید سولفوریک… 55

3-2-7- آلیاژ آلومینیوم5052. 55

3-3 تجهیزات.. 56

3-3-1- میکسر برقی.. 56

3-3-2- دستگاه پولیشر. 56

3-3-3- فیلم کِش…. 56

3-3-4- کوره حرارتی.. 57

3-4 آزمون­ها 57

3-4-1- میکروسکوپ نوری.. 57

3-4-2- میکروسکوپ الکترونی روبشی.. 57

3-4-3- دستگاه اسپکتروفتومتر. 58

3-4-4- دستگاه اسپکتروفتومتر انعکاسی در ناحیه مادون قرمز نزدیک… 58

3-4-5- دستگاه تست چسبندگی.. 58

3-4-6- دستگاه تست سایشی.. 58

فصل چهارم. 59

نتایج و بحث… 59

4-1- ساخت پوشش…. 60

4-2 آماده­سازی.. 64

4-3 پوشش دادن.. 65

4-4- فرمولاسیون پوشش…. 65

4-5- تصاویر میکروسکوپ نوری.. 67

4-6 تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی.. 70

4-7 انعکاس پوشش­ها در ناحیه مادون قرمز نزدیک… 74

4-8- مقاومت سایشی پوشش­ها 78

4-9- چسبندگی پوشش­ها 80

فصل  پنجم.. 83

نتیجه گیری  و پیشنهادات.. 83

5-1- نتيجه­گيري.. 84

5-2- پیشنهادات برای کارهای آتی.. 85

مراجع.. 86

پيوست… 92

 

فهرست اشكال

عنوان                                                                                                                                        صفحه

شکل 2-1 : گستره ی امواج الکترومغناطیسی   12

شکل 2-2 : منحنی استاندارد انعکاسی برگ درختان   16

نمودار 2-3 :  نمودار انعکاسی بعضی محیط­های طبیعی   17

نمودار 2-4 : نمودار رنگی استتار سبز جنگلی آمریکا 21

شکل 2-5 : محدوده انعکاس مادون قرمز در ایالت متحده امریکا 22

شکل 2- 6 : طیف انعکاس دهنده گرمای خورشیدی   27

شکل2-7 : مراحل آندایزینگ    48

شکل 3- 1 : ساختار پیگمنت Cibanone Yellow g. 53

شکل 3- 2 : ساختار پیگمنت Cibanone Blue gf. 53

شکل 3- 3 : ساختار پیگمنت Cibanone Olive s. 54

شکل 4-1 : ترکیب رنگ­ها 66

شکل 4-2 : تصویر تعیین ضخامت با میکروسکوپ نوری(پوشش پایه) 67

شکل 4-3  : تصویر مطالعه پوشش به­وسیله میکروسکوپ نوری(پوشش پایه) 68

شکل 4-4  : تصویر نحوه دیسپرس شدن پیگمنت­ها با میکروسکوپ نوری (پوشش پایه) 68

شکل 4-5  : تصویر پوشش اِعمال شده با ضخامت کم به­وسیله میکروسکوپ نوری(پوشش پایه) 69

شکل 4-6  : تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی با بزرگنمایی 500 برابر از پوشش 1  70

شکل 4-7 : تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی با بزرگنمایی 20000 برابر از پوشش 1  71

شکل 4-8 : تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی با بزرگنمایی 10000 برابر از پوشش 4  71

شکل 4-9 : تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی با بزرگنمایی 20000 برابر از پوشش 4  71

شکل 4-10: نمودار واکاوی پوشش 1 توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی   72

شکل 4-11: نمودار واکاوی پوشش 4 توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی   72

شکل 4- 12: توزیع نانوذرات دی اکسید تیتانیوم در محمل   73

شکل 4- 13: توزیع نانوذرات کربن بلک در محمل   73

شکل 4-14 : مقدار انعکاس پوشش پایه  74

شکل 4-15 : مقدار انعکاس پوشش 1  75

شکل 4-16 : مقدار انعکاس پوشش 2  75

شکل 4-17 : مقدار انعکاس پوشش 3  75

شکل 4- 18: مقدار انعکاس پوشش 4  76

شکل 4-19 : مقدار انعکاس پوشش 5  76

شکل 4-20 : مقدار انعکاس پوشش 6  76

شکل 4- 21 : طیف انعکاسی انواع برگ سبز  77

شکل 4-22 : نمودار کاهش وزن بر حسب مقدار نانو دی اکسید تیتانیوم  79

شکل 4- 23 : نمودار کاهش وزن بر حسب مقدار نانو کربن بلک    79

شکل 7- 2 : نمودار XRD دی اکسید تیتانیوم  99

 

 فهرست جداول

عنوان                                                                                                                                        صفحه

جدول 2-1 : فرمولاسیون پوشش مینای زیتونی   22

جدول 2-2 : فرمولاسیون پوشش دریایی استرالیایی   25

جدول 2-3 : فرمولاسیون پوشش دریایی امریکایی   26

جدول 3- 1 : مشخصات پیگمنت­های مصرفی   52

جدول 3- 2 : مشخصات نانو دی اکسید تیتانیوم  54

جدول 3-3  : مشخصات نانو ذرات کربن بلک    55

جدول 3-4  : ترکیب شیمیایی آلیاژ آلومینیوم 5052  56

جدول 4-1 : مقادیر مختلف رنگدانه­ها به مقصود رسیدن به فام استاندارد  60

جدول 4-2 : مؤلفه­های رنگی نمونه­های پوشش با مقادیر مختلف رنگدانه­ها و اختلاف رنگ آن­ها با نمونه استاندارد سبز جنگلی.. 62

جدول 4- 3 : فرمولاسیون پوشش ساخته شده  63

جدول 4-4 : مقادیر رنگدانه­ها و نانوذرات (گرم) 64

جدول 4-5 : نتیجه آزمون چسبندگی پوشش­ها 80

جدول7- 1 : مقدار انعکاس پوشش پایه در ناحیه مادون قرمز نزدیک    92

جدول7- 2: مقدار انعکاس پوشش1در ناحیه مادون قرمز نزدیک    93

جدول7-3 : مقدار انعکاس پوشش2در ناحیه مادون قرمز نزدیک    94

جدول7 -4  : مقدار انعکاس پوشش3در ناحیه مادون قرمز نزدیک    95

جدول7-5 : مقدار انعکاس پوشش4در ناحیه مادون قرمز نزدیک    96

جدول7-6: مقدار انعکاس پوشش5در ناحیه مادون قرمز نزدیک    97

جدول7-7 : مقدار انعکاس پوشش6در ناحیه مادون قرمز نزدیک    98

 

 

چكيده

 

استتار هم در ناحیه مریی و هم در ناحیه مادون قرمز موضوعات قابل توجهی در اهداف و مقاصد نظامی می باشد. به مقصود ایجاد استتار در ناحیه مادون قرمز نزدیک، بایستی طیف انعکاسی اجزای طبیعت و هدف را متناسب نمود. پس طیف انعکاسی پوشش های استتاری در ناحیه مادون قرمز نزدیک تهیه شده، بسیار مهم می باشد. برای رسیدن به این هدف از رنگدانه­های آلی بهره گیری شده می باشد. همچنین از درصدهای مختلف نانو دی اکسید تیتانیوم و نانو کربن بلک در فرمولاسیون پوشش به مقصود مطالعه تأثیر آن­ها بر خواص پوشش­های استتاری مانند انعکاس طیفی، میزان چسبندگی و مقاومت سایش در ناحیه مادون قرمز نزدیک بهره گیری گردید. حداقل ضخامت پوشش اِعمال شده برای رسیدن به انعکاس مناسب 225میکرون می­باشد.

نتایج انعکاسی نمونه­ها نشان داد که افزودن نانوذرات دی اکسید تیتانیوم و کربن بلک به فرمولاسیون پوشش­ها باعث کاهش انعکاس می­گردد. مطالعه میزان مقاومت به سایش پوشش­ها نشان داد که با افزودن نانوذرات دی اکسید تیتانیوم و کربن بلک باعث افزایش مقاومت سایشی پوشش­ها می­گردد و تأثیری در میزان چسبندگی پوشش­ها ندارند.

 

کلمات کلیدی : استتار، مادون قرمز نزدیک، نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم، نانو ذرات کربن بلک

 

 

فصل اول

مقدمه

  

1-1- پیشگفتار

            گونه­های شگفت­انگیزی از پنهان سازی در بین جانوران از گذشته تاکنون شناخته شده و آن چیز که امروزه به عنوان استتار[1] مطرح می باشد الهام گرفته از طبیعت می­باشد. استتار از اصول و عوامل پدافند غیرعامل می­باشد و از مهمترین حیله­های جنگی می باشد که برای فریب دشمن به­کار می­رود. استتار یکی از روش­های محافظت در برابر عوامل خارجی می­باشد. پایه­ی اولیه آن بر روی این واقعیت استوار می باشد که اگر دشمن نتواند هدف را کشف کند، هدف به­گونه مؤثری محافظت می­گردد و تلفات کاهش پیدا می­کند[1].

در مقاصد نظامی، استتار به مقصود تغییر شکل دادن نیروها و تجهیزات پیش روی شناسایی دشمن بهره گیری می­گردد. تا زمانی که نیروها و تجهیزات آن­ها پیشرفته تر می­گردد، استتار برای زنده ماندن و محافظت در برابر تجهیزات اهمیت بیشتری پیدا می کند. از نقطه نظر نظامی، کوشش­ها و تحقیقات پیوسته­ای برای یافتن روش­هایی به مقصود فریب دادن نظاره کننده هست. رنگ­های پیدا نمود شده در اغلب الگوهای استتار نظامی: سبز، زیتونی، خاکی، قهوه­ای و مشکی می­باشد. برای استتار هماهنگی با محیط اطراف، کاهش تضادها و از بین بردن خطوط برجسته­ی تصویر از طریق یک الگوی کارآمد ضروری می باشد. نور خورشید شامل 5% اشعه­ی ماورای بنفش، 46% تابش مرئی و حدود49% تابش مادون قرمز نزدیک (NIR) می­باشد
(طول موج 700 تا 1200 نانومتر). با پیدایش تجهیزات شناسایی در NIR، مانند دوربین­های دید در شب و فتو گرافی NIR، ضروری می باشد که انعکاس IR پوشش­ها در محدوده­ی 700-1200نانومتر در نظر گرفته گردد. پس ضروری می باشد که برای استتار، رنگدانه­هایی که دارای انعکاس مادون قرمز مشابه با اجزای طبیعت هستند و طیف انعکاسی محیط را با طیف انعکاسی شی همسان می کنند، به کار طریقه[57].

معمولاً سه محیط برفی، جنگلی و بیابانی را می­توان مهم­ترین زمینه­های استتار برای پنهان­سازی نیروها و تجهیزات نظامی عنوان نمود. در محیط برفی، انعکاس برف در طول موج­های ماورابنفش حـــــدود 98-80% می­باشد و اجسام برای استتار در این مناطق، بایستی بتوانند انعکاسی نزدیک با زمینه برفی محیط داشته باشند[1].

در محیط جنگلی، هریک از عناصر جنگل دارای خصوصیات انتشار مادون قرمز متفاوتی هستند که به ساختار شیمیایی آن­ها وابسته می­باشد. به عنوان مثال برگ­های درختان که جزء اصلی در محیط جنگلی به حساب می­آیند، دارای بازتاب نسبتاً کم در ناحیه مرئی و بازتاب نسبتاً زیاد در محدوده مادون قرمز نزدیک
می­باشند. عنصر اصلی که در ساختار گیاهان تأثیر اساسی اعمال می­کند کلروفیل (سبزینه) می­باشد[1].

شن و ماسه­های بیابان که جزء اصلی محیط­های بیابانی را تشکیل می­­دهند، دارای بازتاب نسبتاً زیاد در ناحیه مرئی و مادون قرمز نزدیک می­باشند[1]. برای نگارش پایان ­نامه نیز از الگوی زیر بهره گیری گردیده می باشد :

در فصل دوم به مروری بر مقالات گذشته در خصوص استتار در ناحیه مادون قرمز نزدیک پرداخته شده می باشد؛ که آغاز کاربردهایی از پوشش­های آلی با خواص مادون قرمز نام برده شده می باشد و سپس به بحث استتار در ناحیه مادون قرمز نزدیک، که یکی از کاربردهای پوشش آلی با خواص مادون قرمز می باشد؛ به طوری که مبحث اصلی این پروژه می­باشد پرداخته شده می باشد. در ادامه مباحث فصل دوم، مواد اولیه ساخت پوشش مانند رنگدانه[2]، رزین و حلال­هایی که می­توانند در پوشش­های آلی با خواص مادون قرمز نزدیک به­کار برده شوند مورد بحث قرار گرفته­اند.

در فصل سوم به مطالعه تجهیزات و آزمون­های انجام گرفته شده و همچنین فرمولاسیون پوشش ساخته شده، نحوه­ی ساخت پوشش و اِعمال پوشش بر روی زیرآیند آلیاژ آلومینیوم 5052، پرداخته شده می باشد.

در فصل چهارم نتایج حاصل از این پژوهش عرضه و مورد بحث و تحلیل قرار گرفته می باشد؛ نتایج
آزمون­ انعکاس در ناحیه مادون قرمز نزدیک، آزمون سایشی، آزمون چسبندگی پوشش، و عکس­های استخراج شده به­وسیله دستگاه­های میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی به تفکیک آورده و مورد بحث واقع شده می باشد.

در نهایت در فصل پنجم، از آزمون­های انجام گرفته شده در پروژه، نتیجه­گیری شده و تأثیر حضور نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم و کربن بلک بر روی خواص پوشش­های استتاری در ناحیه مادون قرمز نزدیک بدست آورده شده می باشد.

در بخش­های پایانی نیز پیشنهادات برای کارهای آتی و مراجع آورده شده می باشد.

[1] Comouflage

[2] Pigment

***ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل و با فرمت ورد موجود می باشد***

متن کامل را می توانید دانلود نمائید

زیرا فقط تکه هایی از متن پایان نامه در این صفحه درج شده (به گونه نمونه)

اما در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه

 با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند

موجود می باشد

تعداد صفحه : 107

قیمت : چهارده هزار و هفتصد تومان