واژه پلاستیک دارای ریشه یونانی و مشتق از واژه یونانی Plastikos به معنی شکل دادن یا جای دادن درون قالب برای قالبگیری می باشد انجمن صنعت پلاستیک SPI یک توضیح بسیار دقیق تر و مشخص تری را در این خصوص ارائه می کند این انجمن پلاستیک ها را به شرح زیر مشخص و تعریف می کند هر یک از گروههای بزرگ و متفاوتی از مواد به طور کامل یا در بخشی از ساختار شیمیایی خود

سیر تحول پلاستیک ها و روش های نوین در تولید و بازیافت

فهرست مطلب:

عنوان صفحه

مقدمه ای بر پلاستیک ها _______________________________ 3

تاریخچه پلاستیک ها ___________________________________ 3

سیر تکاملی پلاستیک ها ________________________________ 4

پلیمرها ______________________________________________ 6

دسته بندی پلیمر ها _____________________________________ 7

لاستیک ______________________________________________ 7

آزمون‌های پلاستیک ‌ها ___________________________________ 7

ماشینکاری و عملیات پرداخت نهایی روی قطعات پلاستیکی کامپوز ___11

فرآیند های قالبگیری __________________________________ 12

قالب گیری مواد ترموست دانه ای و صفحه ای ________________ 15

انواع محصولات پلاستیکی اکسترود شده ___________________ 17

اصول پایه در طراحی محصولات پلاستیکی ___________________ 18

فهرست بعضی از اصطلاحات فنی ________________________21

سازمان‌های مربوط به صنعت پلاستیک ___________________ 23

جدول تاریخچه زمانی پلاستیکها _______________________24

مقدمه ای بر پلاستیک ها

واژه پلاستیک دارای ریشه یونانی و مشتق از واژه یونانی Plastikos به معنی "شکل دادن یا جای دادن درون قالب برای قالبگیری" می باشد. انجمن صنعت پلاستیک SPI یک توضیح بسیار دقیق تر و مشخص تری را در این خصوص ارائه می کند. این انجمن پلاستیک ها را به شرح زیر مشخص و تعریف می کند: "هر یک از گروههای بزرگ و متفاوتی از مواد به طور کامل یا در بخشی از ساختار شیمیایی خود شامل ترکیباتی از کربن با اکسیژن، نیتروژن و هیدروژن و یا سایر عناصر آلی و معدنی می باشند به طوری که در حالت نهایی خود، حالت جامد به خود می گیرند و در چند مرحله از فرایند ساخت و تولید خود نیز، شکل مایع به خود می گیرند و درنتیجه قادر به تشکیل اجسامی سه بعدی در شکل های گوناگون می باشند که فرایند شکل دادن آ نها، نتیجه استفاده از گروه های مواد به طور منفرد یا متصل شده به هم در کنار یکدیگر تحت تأ ثیر حرارت و فشار می باشد." ‏یک شیمیدان انگلیسی به نام جوزف پریستلی (Joseph Priestley)، اولین باو واژه لاستیک Rubber ‏را متداول کرد، پس از اینکه او متوجه شد که تکه ای از لاتکس طبیعی بخوبی نوشته های مدادی را پاک می کند. لاستیک طبیعی را در گروه بزرگی از پلیمرها موسوم به "الاستومرها یا کشپارها Elastomers " می توان جای داد. الاستمرها،مواد پلیمری طبیعی یا سنتتیک می باشند که تا حد %200 طول اولیه خود و در دمای اتاق می توانند کشیده شوند و تقریبا به طور سریعی به طول اولیه خود برگردند.

تاریخچه پلاستیک ها

امروزه تصور زندگی کردن بدون وجود پلاستیک ها بسیار ‏سخت و دشوار می باشد.درفعالیت های روزمره به کالاهای پلاستیکی همانند بطریها، شیشه های عینک، تلفن ها، نایلون ها و بسیاری از اشیا پلاستیکی دیگر وابسته ایم. درهر صورت، بیش از یکصد سال از تاریخچه پلاستیک ها به شکل کنونی در زندگی ما نمی گذرد و صد سال پیش آ نها به صورت امروزی وجود نداشتند. تا مدتها قبل از توسعه پلاستیک های تجاری، برخی از مواد موجود، خواص منحصر به فردی را از خود به نمایش گذارده اند. اگر چه پلاستیک ها قوی، نیمه شفاف، دارای وزن سبک می باشند وقابلیت قالبگیری دار‏ند، فقط تعداد بسیار اندکی از مواد وجود دارند که چنین خواصی را به صورت درهم آمیخته با هم و با کیفیت مطلوب ازخود نشان می دهند. امروزه از این مواد، به عنوان پلاستیک های طبیعی نامبرده می شود.‏پلاستیک های طبیعی در طی قرون متمادی از ترکیب و تلفیق خواص زیر بهره مند شده اند: وزن سبک، استحکام مکانیکی، مقاومت در برابر نفوذ آب، مات بودن و نیم شفافیت و قابلیت قالبگیری. توانایی بالقوه آ نها آ شکار بود ولیکن آ نها موادی بودند که جمع آوری شان دشوار بود یا فقط در حجم ها و یا ابعاد محدود در دسترس بودند. در سرتاسر دنیا، افراد بسیاری تلاش کردند تا پلاستیک های طبیعی را بهبود بخشیده، بهینه سازند و یا اینکه جایگزینها یی را برای آ نها پیدا کنند. ‏در فرایند ساخت و تولید پلاستیک های طبیعی اصلاح شده، مواد خام طبیعی همانند بذرهای پنبه یا کتان یا لاستیک صمغی به شکل های جدید و بهتری مبدل شدند. سلولوئید مزایا و کیفیت افزون تری نسبت به شاخ داشت که برتری آ ن را در عمل نشان می داد. ولیکن مواد اصلاح شده هنوز دو نخستین جزء تشکیل دهنده شان بر پایه منابع طبیعی استوار بودند.تا قبل از توسعه باکلیت امکان ساخت ماده ای که بتواند در کارخانه تهیه و ساخت شود و در عین حال با طبیعت رقابت کند، وجود نداشت. باکلیت، دریچه های توسعه گروهی از پلیمرهای سنتتیک را باز کرد که برای فراهم کردن شرایط خاص، تنظیم و طراحی شدند. ‏کاوش و تحقیق برای مواد بهبود یافته تا به امروز ادامه دارد. بسیاری از الیاف جدید نتیجه تلاش برای ساخت ابریشم مصنوعی(Artificial silk) می باشد. مواد مرکب (Compositematerials) هم اکنون در کلیه کاربردها یی که قبلا مخصوص فلزات بود، مورد استفاده قرار می گیرد. امکانات برای یافتن جانشین های جدید به نظر بی انتها و پایان ناپذیر می ایند.

سیر تکاملی پلاستیک ها

? پلاستیک های طبیعی

? مواد طبیعی اصلاح شده

? پلاستیک های سنتتیک یا مصنوعی قدیمی

? پلاستیک های سنتتیک تجاری

پلاستیک های طبیعی • شاخ • لاک شیشه ای • گوتاپرشا(نوعی از کائوچوی طبیعی با ساختار ترانس)‏مواد طبیعی اصلاح شده قدیمی • لاستیک • ‏سلولوئید پلاستیک های مصنوعی یا ساخته شده قدیمیپلاستیک های مصنوعی تجارتی

پلاستیک های طبیعی

نقطه شروع این پلاستیک ها در انگلستان قرون وسطی بود. • شاخ • لاک شیشه ای یا شلاک (shellac) :در حوا لی سال های 1290 میلادی وقتی که مارکوپولو از سفر خود به آ سیا، به اروپا بازگشت، لاک شیشه ای را با خود به همراه آورد. او لاک شیشه ای را در هندوستان پیدا کرد، جایی که مردم، قرن ها بود که از آن استفاده می کردند. آنها خواص بی نظیر یک پلیمر طبیعی را که از حشرات به جای شاخ گاو به دست می آمد، کشف کرده بودند.حشره ای که پلیمر را تولید می کرد، بچه حشره ساس مانندی بود که Lac ‏نامیده می شد که در نواحی هندوستان و آسیای جنوب شرقی زندگی می کند. • گوتا وپرشا Gutta percha یا لاستیک طبیعی با ساختار ترانس:گوتا پرشا، یک پلیمر طبیعی با خواص قابل ملاحظه می باشد. آن از طریق درختان گوتا پلاکوئیوم ( Palaquium gutta trees‏) که یک درخت بومی مخصوص منطقه شبه جزیره مالایا می باشد، تهیه می شود. در سال 1843، William montgomeria گزارش کرد که درMalaya، از گوتا

پرشا برای ساختن دستگیره های چاقو استفاده می شود.

نام لاتین فیروزه از واژه فرانسه سنگ ترکیه Turkish گرفته شده است(اسمیت 1977) به انگلیسی و فرانسوی آنرا Tutquoise ایتالیایی Turchese و آلمانی Turkis گویند به این علت که فیروزه ایران از طریق ترکیه به اروپا صادر می شد واژه فیروزه در زبان فارسی بدین علت داده شده که در گذشته معتقد بودند هر که این کانی را با خود داشته باشد بر دیگران پیروز خواهد شد نام لا

سنگ فیروزه

تاریخچه

نام لاتین فیروزه از واژه فرانسه سنگ ترکیه Turkish گرفته شده است.(اسمیت 1977) به انگلیسی و فرانسوی آنرا Tutquoise ایتالیایی Turchese و آلمانی Turkis گویند. به این علت که فیروزه ایران از طریق ترکیه به اروپا صادر می شد. واژه فیروزه در زبان فارسی بدین علت داده شده که در گذشته معتقد بودند هر که این کانی را با خود داشته باشد بر دیگران پیروز خواهد شد. نام لاتین آن کالائیت callaite است. فیروزه یکی از سنگهای قیمتی است که از عهد باستان در ایران شناخته شده، از کتیبه بنیاد کاخ داریوش بزرگ در شوش معلوم می گردد که در آن تاریخ فیروزه (احسائین) نامیده می شد و از خوارزم برای زینت آلات کاخ آورده شده بود. نمونه های دست آمده در کاوش های باستان شناسی نشان می دهد

کهفیروزه در هزاره دوم قبل از میلاد در ایران به عنوان سنگ زینتی استفاده می شده است فیروزه مظهر آبی آسمان و دریا است. لا یتنهای بودن اقیانوس از عمق روح این جواهر سخن می گوید. بی حد و مرز بودن اسمان، از ارتفاع نامحدود معراج سخن می گوید. فیروزه مانند خاک کدر است. با این همه روح را بالا برده درایت و عقل و زمین و آسمان را ما ارزانی داده است. فیروزه سنگ مسن و در عین حال جوانی است. تمدن های قدیم و معصری که از نظر روحانیت غنی بوده اند، فیروزه را به عنوان یکی از مقدس ترین سنگ ها مورد توجه قرار داده اند. رنگ آبی فیروزه این اعتقاد ا ایجاد کرده است که ما از روح ساخته شده ایم. در مصر باستان، فیروزه، مالاکایت و لاجورد از سنگ های مقدس بوده اند. در فرهنگ پارسی نیز فیروزه سنگ مقدسی بوده است و به این جواهر به عنوان مظهری از خلوص می گریسته اند. نزد بودایی های تبتی و سرخپوستان آمریکا فیروزه از احترم بسیاری برخوردار است. این افرا معتقدند که فیروزه اتمسفر اطراف زمین و آسمان را نگاه می دارد و دهنده ی زندگی و نفس است. سرخ پوستان آمریکایی، معتقدند که فیروزه محافظ و نگهبان جسم و روح است. در دو تمدن فوق، مجموعه فیروزه و مرجان قرمز را برای ایجاد قطبیت، مورد استفاده قرار می دهند. زمین(قرمز) و روح(آبی). کولی ها، فیروزه را روی ناف خود می بستند و معتقد بودند که فیروزه برای همه موارد مفید است. در تبت، پلی به نام فیروزه نام گذاری شده است و معتقدند که فیروزه خوش اقبالی می آورد. فیروزه را به عنوان نگین انگشتر و یا برای تزیین مو به کار می برند. زنان تبتی از کلاه گیس های بزرگی که با فیروزه پوشیده بوده است استفاده میکردند تا زیبایی موهای خود را به حداکثر برسانند. فیروزه احساسات منفی فرد استفاده کننده را به خود جذب می کند و در صورتی که فرد بیمار و یا اتفاق ناخوشایندی برای او در شرف وقوع باشد رنگ فیروزه عوض می شود و گاهی در راه خدمت به صاحبش و به دلیل مراقبت از او فیروزه فربانی می شود. ( ترک بر میدارد) این جواهر دارای ارتعاشت درمان کننده قوی است و به دلیل وجود مقدار قابل ملاحظه ای از مس در ساختمان آن این اثر درمان کننده به طور قابل ملاحظه ای افزایش می یابد

فیروزه در ایران فیروزه علاوه بر نیشابور در جنوب مشهد، شمال شرق کرمان، شمال شرق شهر بابک، در تفت نردیک یزد و در قلعه وزیری نزدیک بصیران و بیرجند وجود دارد

اقسام فیروزه

از لحاظ ارزش فیروزه را به گروه های زیر رده بندی می کنند: 1- فیروزه آبی آسمانی ( ساده و شجری ) ارزش زینتی زیادی دارند. مقدار آن ها بخصوص ساده بسیار کم است. 2 - فیروزه متوسط به 4 گروه تقسیم می شوند و غالباً به کشورهای اروپایی صادر می شدند. 3- فیروزه های نامرغوب با رنگ آبی پریده و سبز 4- فیروزه عربی: عربی اسم تازه ای است که به فیروزه های بد داده شده است. بدین علت که از اهالی معدن کسانی که به زیارت خانه خدا رفته اند این فیروزه ها را با خود برده، در عربستان و یا حجاز به اعراب فروخته بودند. از آن وقت فیروزه های بد را که سبز کمرنگ است یا برص یا بهق دارد و در ایران به فروش نمی رسد عربی گفته اند. بعضی از این فیروزه های عربی سفید رنگ را شیربو می گویند. قطعات مسطحی که به حهت کمربند و بازوبند خوبست و در معدن آنها را توفال گویند، از قسم عربی و بعضی از آنها قیمتی می باشد. نوعی از فیروزه سبز است که آنرا گل کاسنی می نامند. رده بندی دیگری از فیروزه 1-

عجمی: فیروزه های گرد نسبتاً درشت برای ساختن انگشتر با رنگ سیر2 چغاله نیم رنگ: فیروزه های گرد نسبتاً درشت برای ساختن انگشتر با رنگ روشن تر 3- چغاله: فیروزه های گرد نسبتاً درشت با رنگ خیلی روشن 4- عربی: فیروزه های تخت داخل رگه برای ساختن مدال که در عربستان مرغوب است با رنگ سیر 5- توفال رنگین: فیروزه عربی که سنگ آن از بین رفته و خود رگه پایان است با رنگ سیر 6- توفال نیم رنگ: فیروزه عربی با رنگ روشن تر 7- توفال سفید: فیروزه عربی با رنگ خیلی روش8- شجری: فیروزه های رگه دار که از اجتماع چند دانه فیروزه در داخل سنگ پهلوی هم تشکیل شده است. 9- نرم: دانه های خیلی کوچک فیروزه.

از گذشته های بسیار دور تاکنون بسیاری از مردم بر این باور بوده و هنوز هم هستند که «فیروزه سنگی است که برای انسان و به خاطرآرامش او آفریده شده است » حتی امروز نیر در دنیای مد باوجود تعدد و تنوع جواهرات ، فیروزه با آن رنگ آسمانی و سحر آمیزش علاقه و اعتقاد بسیاری از مردم را به خود جلب کرده و از محبوبیت خاصی برخوردار است . در بسیاری از فرهنگهای قدیم و جدید ، از فیروزه به عنوان سنگی مقدس و طلسم خوشبختی و خوش شانسی یاد شده است . صنایع دستی ساخته شده از فیروزه نیر که در طی کاوشهای باستانشاسی در کشور مصر ، در مقبره هایی مربوط به سه هزار سال پیش از میلاد مسیح یافت شده است ، قدیمی ترین گواه بر این مطلب است و نشان می دهد که مصریان باستان ، فیروزه را گوهری معنوی و مقدس می دانستند . پادشاهان ایران باستان ، از گوهرهای آبی آسمانی مانند فیروزه ، برای تزئینات دست و گردن استفاده می کردند و براین باور بودند که این گوهر خوش رنگ آنها را در برابر مرگ غیر طبیعی یا به قولی ، «اجل معلق » محافظت خواهد کرد از این رو تغییر رنگ گوهرهای به کار رفته در گردن بندها و دستبندهای آنها ، خوش یمن نبوده و علامت خطری برای شخص استفاده کننده از آن به شما می رفت ، اما امروزه بر کسی پوشیده نیست که عواملی همچون نور? مواد آرایشی ، گرد و غبار و چربی و میزان HP پوست و برخی عوامل شیمیایی دیگر ، باعث تغییر رنگ فیروزه می شوند که هیچ کدام از آنها نیز زنگ خطری برای استفاده کننده از این سنگ قیمتی و زیبا نیست

رنگ آبی از مس ، رنگ سبز از آهن

فیروزه یک فسفات آلومینیوم با سختی حدود 6 می باشد. با این حال به طور قابل ملاحظه ای از کوارتز نرمتر است این کانی به طور طبیعی در طیف وسیعی از رنگها? از آبی آسمانی روشن تا سبز خاکستری یافت می شود. فیروزه در مکانهایی بوجود می آید که میزان مس موجود در منطقه به میزان بالایی باشد بر اثر تاثیر محلولهای سطحی

مس دار بر روی سنگهای غنی از Al2O3 و غنی از فسفر( فسفر بصورت آپاتیت در درون سنگهای آذرین وجود دارد) .فیروزه بوجوی می آید گاهی نیز بر اثر 4تاثیر محلولهای سطحی مس دار? بر روی فسیلهای استخوانی جانوران فیروزه به وجود می آید. فیروزه با رنگ آبی خوشرنگ بهترین کیفیت راداراست وبسیار کمیاب میباشد ودر حالیکه رنگ سبز یا

چکیده فعالیتهای آتشفشانی ایران بر دو امتداد قرار دارند یکی امتداد ایران شمالی یا البرز است که روی ان بطوری که دیدیم آتشفشانهای دماوند ، سهند ، سبلان ، آرارات کوچک و بزرگ قرار گرفته است و دیگری ، قوس ایران جنوبی یا زاگرس است که آتشفشانهای الوند و تفتان را دربر می‌گیرد با توجه به این دو امتداد می‌توان گفت که امتدادهای مزبور در حقیقت امتداد نقاط ضعی

چکیده فعالیتهای آتشفشانی ایران بر دو امتداد قرار دارند یکی امتداد ایران شمالی یا البرز است که روی ان بطوری که دیدیم آتشفشانهای دماوند ، سهند ، سبلان ، آرارات کوچک و بزرگ قرار گرفته است و دیگری ، قوس ایران جنوبی یا زاگرس است که آتشفشانهای الوند و تفتان را دربر می‌گیرد. با توجه به این دو امتداد می‌توان گفت که امتدادهای مزبور در حقیقت امتداد نقاط ضعیف ایران هستند.با توجه به اینکه اکثر زلزله‌های ایران در این دو ردیف متمرکز بوده‌اند (زلزله‌های قوچان ، بجنورد ، گرگان ، ترود لاریجان ، بوئین زهرا و آستارا در ردیف ایران شمالی و زلزله‌های بلوچستان ، لار ، کردستان ، شاپور و خوی در ردیف ایران جنوبی) صحت این ادعا تایید می‌شود

آتشفشان‌های بزرگ باعث وقوع رعد و برق می‌شوند

محققان برای نخستین بار موفق به مشاهده مستقیم ارتباط آتشفشان با وقوع رعد و برق شدند.

به گزارش خبرنگارایرنا به نقل از ماهنامه علمی،آموزشی و خبری سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور، آتشفشان‌ها می‌توانند سبب وقوع زلزله، ریزش بهمن و جاری شدن مواد مذاب شوند که براساس نتایج مطالعه جدید ، ارتباط فوران آتشفشان‌ها با وقوع آذرخش را نیز اثبات می‌کند.

گروهی از محققان در آمریکا برای شناسایی ارتباط فوران آتشفشان‌ها با وقوع رعد و برق ، اقدام به نصب گیرنده‌های رادیویی اطراف کوه آتشفشان " آگوستاین " در نزدیکی آلاسکا کردند ، آتشفشان " آگوستاین " در یک جزیره غیرمسکونی در خلیج" کوک" واقع شده وتقریبا هر ? 10?سال یک بار فوران می‌کند.

محققان پیش از نیز از روش مشابهی برای مطالعه رعد و برق‌های ایجاد شده در طوفان‌ها استفاده کرده بودند، وقوع رعد وبرق سبب ایجاد پالسهای رادیویی می‌شود که در صورت روشن بودن رادیوی خانگی و یا رادیوی خودرو نیز می‌توان نشانه‌های این پالسها را به صورت صداهای " هیس" مانند در لحظه وقوع آذرخش از طریق این دستگاه‌ها شنید.

دانشمندان می‌توانند بااستفاده از گیرنده‌های رادیویی که در نقاط مختلف کار گذاشته‌اند،پالسهای رادیویی آذرخش‌ها را در دریافت و از آنها برای شناسایی محل دقیق وقوع آذرخش در یک ابر استفاده کنند و به عبارتی ، تصویری سه بعدی از شکل آذرخش درون ابر را ترسیم کنند.

محققان عقیده دارند هنگام فوران آتشفشان و درلحظات اصلی این واقعه به دلیل برخورداری این ذرات از میزان زیادی بار الکترونیکی ، همانند لحظه‌ای که ابرهای باردار با یکدیگر برخورد می‌کنند ، پدیده آذرخش رخ می‌دهد.

دانشمندان از مدتها قبل به وقوع آذرخش در پی فوران‌های بزرگ آتشفشانی پی برده بودند، اما هم‌اکنون محققان موفق شدند مرحله ابتدایی وقوع آذرخش در این فوران‌ها را که درست در دهانه آتشفشان رخ می‌دهد ، شناسایی کنند.

به گفته آنها،اطلاعات جمع‌آوری شده از آتشفشان " آگوستاین " نشان می‌دهد جرقه‌های بزرگی از دهانه آتشفشان به درون ستون خاکستر وغبار موجود در بالای آتشفشان پرتاب می‌شود ، سپس درون ابری که بالای آتشفشان در حال شکل‌گیری است ، آذرخش رخ می‌دهد .

هنگامی که ابر خاکستر و غبار بر فراز آتشفشان رشد کرده و ابعاد آن افزایش یابد ، این آذرخش‌ها مستقل از دهانه آتشفشان و درون خود این ابر شکل می‌گیرند.

رعد وبرق در ابرهای بزرگ آتشفشانی از بسیاری جهات مشابه رعد و برق‌های ایجاد شده درون توفان‌ها است و از لحاظ ظاهری شاخه‌های متعددی دارد که ظرف حدود نیم ثانیه در ابر آتشفشانی ایجاد می‌شود ، دراین مطالعه محققان تنها موفق به شناسایی آذرخش‌هایی شدند که درون ابر آتشفشانی جابه جا می‌شوند، اما در گذشته گزارش‌هایی ازبرخورد آذرخش‌های مربوط به فوران‌های آتشتفشانی با زمین ، وجود داشته است.

سال ? 1980?درخلال فوران آتشفشان "سنت هلنز" برخورد آذرخش ناشی از آتشفشان به زمین سبب بروز آتش سوزی در جنگل‌های اطراف کوه شد. به گفته دانشمندان ،احتمالا بین شدت فوران آتشفشان و وقوع آذرخش‌های آتشفشانی ارتباط کلی وجود دارد زیرا هرچه آتشفشان شدیدتر باشد ذرات باردار بیشتری ازآن بیرون پرتاب می‌شود و احتمال وقوع این پدیده افزایش می‌یابد.

شکل آتشفشانها

بطور عمومی آتشفشانها سه شکل هندسی عمده دارند:

مخروطها ( Cones ) , سپر ها ( Shields ) و ورق ها ( Sheets ) .

ورق ها( Sheets )

سپر ها ( Shields )

مخروطها ( Cones )

مخروط میتواند متقارن باشد, مانند آنچه در مورد برخی ازآتشفشانهای آندزیتی ملاحظه می گردد.

مخروط میتواند بواسطه یک کالدرای مرکزی قطع شده باشد.مخروط میتواند کنده مانند کوتاه با دهانه مرکزی وسیع باشد ( مانند مخروطهای توفی حلقوی ) غلظت , میزان فوران , دوره فازهای فورانی , نوع میکانیسم انفجاری از جمله فاکتور های عمده در نحوه شکل یافتن مخروط ها و دیگر اشکال آتشفشان می باشند.

نمایی از یک مخروط

گدازه های بسیار غلیظ ( یا جریانهای پیروکلاستیک غلیظ ) در اطراف دامنه آتشفشان و یا در پای آن تجمع می یابند ( حتی اگر میزان فوران بالا باشد ) در حالی که گدازه های بسیار رقیق و همچنین جریانهای پیروکلاستیک جیم و روان , بسرعت از دهانه مرکزی آتشفشان دور شده و تشکیل دامنه های کم شیب و بالنتیجه سپرهای آتشفشانی کم ارتفاع می دهند.

آتشفشانهای سپری می توانند بعنوان حد واسط مخروط ها و ولکانیسم ورقی محسوب شوند.

نمایی از یک آتشفشان سپری

آتشفشانهای اخیر تشکیل بازالتهای سیلابی و یا جلگه ای می دهند. این بازالتها تجمع عظیمی از مواد خروجی بصورت ورقی یا صفحه ای داده که برخی از جریانها گدازه ای مساحتی متجاوز از یکصد هزار (000/100) کیلومتر مربع را می پوشانند, بدون اینکه تغییرات مهمی در ضخامت جریانها ملاحظه گردد .

همچنین برخی از گدازه های تحول یافته و رقیق شده تشکیل ورق های گسترده داده اند. وسیع ترین نوع ته نشستهای آتشفشانی ورقی مواد آذر آواری و یا در واقع تفراهای ریزشی ( Fallout tephra ) می باشند که تشکیل پوشش های گسترده از لاپیلی های پامیسی و یا خاکستر های آتشفشانی می دهند .

تفرای ریزشی ( Fallout tephra )

شکل عمومی اینگونه صفحات تفرائی بیضوی می باشد زیرا بعلت تاثیر جریان باد در یک جهت خاص که منطبق با جهت وزش باد است بیشتر پراکنده میشوند ‏بطوریکه طول آن ممکن است به صدها و حتی هزاران کیلومتر برسد . البته اکثر این ورق ها کم ضخامت می باشند و حجم بازالتهای جلگه ای یا سیلابی و جریانهای پیرو کلاستیک عمده را ندارند . چنین ورق های تفرائی منفرد نتیجه انفجارهای پر قدرت می باشند که رد آنها را می توان تا مبداء که معمولاً یک کا لدرا می باشند دنبال نمود . این ته نشستهای تفرائی بخصوص لایه های خاکستر دار آتشفشانی را که خوب حفظ شده اند می توان ما بین ته نشستهای عمیق دریائی ملاحظه کرد. در روی خشکی , بخش عمده ای از آنها فرسوده می گرددو یا ممکن است آثار آنها را در توپوگرافیهای پست, در بین ته نشستهای دریاچه ای در زیر جریانهای آذر آواری و غیره مشاهده نمود.

ماگما را در اینجا به دو گروه تقسیم میکنند:

پالایشگاه‌ها، مجتمع‌های پتروشیمی و صنایع شیمیایی از عمده‌ترین مصرف کنندگان انرژی در میان صنایعی هستند که انرژی را به صورت سوخت، بخار و برق مصرف می‌کنند هر یک از مجتمع‌های فوق دارای گونه‌های مختلف فرآیندهای عملیاتی می‌باشند که بطور مشترک و یا مستقل از هم در سرویس می‌باشند از میان فرآیندهای متداول، عملیات تقطیر در پالایشگاه‌ها از نقطه نظر مصرف انرژی

موضوع:

روش‌های بازیافت انرژی در فرآیند تقطیر

چکیده:

پالایشگاه‌ها، مجتمع‌های پتروشیمی و صنایع شیمیایی از عمده‌ترین مصرف کنندگان انرژی در میان صنایعی هستند که انرژی را به صورت سوخت، بخار و برق مصرف می‌کنند. هر یک از مجتمع‌های فوق دارای گونه‌های مختلف فرآیندهای عملیاتی می‌باشند که بطور مشترک و یا مستقل از هم در سرویس می‌باشند. از میان فرآیندهای متداول، عملیات تقطیر در پالایشگاه‌ها از نقطه نظر مصرف انرژی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار هستند.

مقدمه

عملیات تقطیر درپالایشگاه‌ها عبارت است از فرآیند اقتصادی جداسازی برش‌های نفتی جهت حصول به یک مشخصه کیفی خاص می‌باشد. در فرآیند تقطیر که پارامتر اختلاف نقاط جوش اجزا تشکیل دهنده، عامل جداسازی است، عملیات تکراری تبخیر و میعان که تا جداسازی موردنظر انجام می‌گیرد، باعث به هدر رفتن مقادیر زیادی انرژی می‌گردد. انرژی لازم در یک فرآیند تقطیر از طریق جوش‌آور تامین می‌گردد. با توجه به قابلیت در دسترس بودن و اقتصاد فرآیند، منبع تامین گرما جهت جوش‌آور شامل بخار آب، روغن‌های داغ و یا کوز‌ه‌ها می‌باشند.

بخارات داغ در داخل برج به سمت بالا حرکت می‌کنند و با مایعاتی که با سمت پایین در جریان هستند، در چندین مرحله (روی سینی‌ها) تماس پیدا می‌کنندو در نهایت با تبادل حرارت به تعادل می‌رسند. اجزا سبک تبخیر شده، در حالی که اجزا سنگین میعان می‌شوند. بخارات در بخش بالاسری که غنی از اجزا سبک است، میعان می‌شوند. بخشی از این مایعات به برج برگردان می‌شود و بخشی به عنوان محصول از بالاسری خارج می‌گردد . گرمای حاصل از میعان اغلب به هوا یا آب و یا هر دو منتقل می‌شود و گاهی نیز به عنوان پیش گرمکن جریان خوراک و یا سایر موارد استفاده می‌گردد. در واقع مقدار این انرژی تعیین کننده است و همین امر آن را برای بازیافت جذاب‌تر می‌کند، اما به دلیل سطح دمای پایین، استفاده مفید از آن امکان‌پذیر نمی‌گردد. به علاوه بخش اعظم آن نیز بوسیله تشعشع و جابجایی از سیستم تقطیر به محیط منتقل می‌شود.

کاهش مصرف انرژی در عملیات تقطیر، امروزه در کاهش قیمت تمام شده محصولات بسیار موثر است. بنابراین پایش مصرف انرژی و مقایسه با یک معیار استاندارد و آنالیز و تفسیر انحراف از حالت استاندارد و در تمام مراحل و بطور مداوم امری ضروری است. به همین دلیل ارائه روش‌های کاهش مصرف انرژی نسبت به معیار استاندارد اهمیت ویژه‌ای داشته و مورد توجه خاص قرار می‌گیرد.

بهبود شرایط عملیاتی

جریان برگردان

فعالیت اساسی در این بخش جهت بهینه‌سازی مصرف انرژی عبارت است از بهبود کیفیت عملیات و تعیرات. نظر به اینکه هر دو فعالیت مزبور نیاز به سرمایه‌گذاری زیادی ندارند، دستاوردی باارزش تلقی می‌شوند.

در یک واحد تقطیر، مهمترین متغیر، میزان جریان برگردان می‌باشد. معمولا ً تغییر در میزان برگردان سبب تغییر در میزان جداسازی و در نهایت کیفیت محصولات می‌گردد، مگر آنکه سایر پارامترهای عملیاتی به نحوی تغییر یابند که این عدم تغییر جبران گردد. هرگونه کاهش در میزان جریان برگشتی سبب کاهش بار حرارتی ورودی به برج (از طریق جوش‌آور یا کوره) خواهد شد. بنابراین بازیافت انرژی از طریق کاهش نسبت جریان برگشتی بایستی با درنظر گرفتن سطح کیفی محصولات باشد. معمولاً کیفیت محصولات تولیدی بالاتر از سطح حداقل می‌باشد. پس بهتر است با کاهش مرحله‌ای میزان جریان برگردان، سطح کیفی محصولات تا رسیدن به حداقل سطح قابل قبول آزمایش گردد. ملاحظه می‌شود که در اینجا بازیافت انرژی بدون نیاز به سرمایه‌گذاری قابل انجام است. پیشنهاد دیگر عبارت است از افزایش خوراک ورودی بدون افزایش میزان جریان برگردان برج که در هر دو روش مذکور مقدار قابل توجهی انرژی بازیافت خواهد شد.

محل ورودی خوراک

یک متغیر عملیاتی مهم دیگر عبارت است از محل ورودی خوراک (سینی خوراک)، به برج که مصرف انرژی را تحت الشعاع قرار می‌دهد. انتخاب نامناسب نسبت عریان‌سازی به قسمت غنی‌سازی در یک برج تقطیر، سبب کاهش بازدهی در یکی از قسمت‌های برج تقطیر خواهد شد. در چنین حالتی انرژی زیادتری جهت استحصال محصولات موردنظر مصرف خواهد گردید. بنابراین اغلب ممکن است در طراحی اولیه (با سرمایه‌گذاری اندک) چند محل ورودی خوراک درنظر گرفته شود. در نهایت می‌بایست داده‌های عملیاتی بدست آمده از هر یک از محل‌های خوراک ورودی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته و محلی انتخاب گردد تا با مصرف حداقل میزان انرژی، محصولاتی با حداکثر کیفیت بدست آید. این مساله بخصوص در واحدهایی که خوراک‌های مختلفی را استفاده می‌کنند، حایز اهمیت است.

فشار

برای دفع صحیح و بهداشتی زباله ها، بایستی زباله ها را با توجه به جنس اجزاء تشکیل دهنده آن جدا سازی کرد زباله ها شامل زباله های تر و خشک استزباله های تر مثل پوست میوه، سبزیجات، پسمانده های فضای سبز و زباله های خشک و فساد ناپذیر مانند انواع فلزات، پلاستیکها، پارچه، شیشه، چوب و کاغذ است

زباله های جامد و بازیافت آن

برای دفع صحیح و بهداشتی زباله ها، بایستی زباله ها را با توجه به جنس اجزاء تشکیل دهنده آن جدا سازی کرد. زباله ها شامل زباله های تر و خشک است.زباله های تر مثل پوست میوه، سبزیجات، پسمانده های فضای سبز و ... زباله های خشک و فساد ناپذیر مانند انواع فلزات، پلاستیکها، پارچه، شیشه، چوب و کاغذ است.

پس مانده های گیاهی و حیوانی برای ساخت کود و کمپوست استفاده می شود. به کود تهیه شده از مواد آلی موجود در زباله، کمپوست گفته می شود. شیشه را برای تبدیل و بازیافت آن، کاغذ را برای استفاده مجدد در ساخت کاغذ و مقوا باید در محل های جداگانه گذاشت. از این مواد بی مصرف می توان با انجام اعمال و تغییراتی بر روی آنها، دوباره استفاده کرد.

بازیافت ضایعاتی مثل آلومینیم، شیشه و کاغذ و لحاظ اقتصادی بسیار با صرفه است.

بازیافت فلزات

جستجو درباره بازیافت فلزات در نشریات چاپ شده می تواند بسیار مشکل باشد زیرا منابع جداگانه زیادی با اطلاعات مربوطه موجودند.گروه هایی که با این موضوع سر و کار دارند عبارتند از:مهندسین متالورژی.مهندسین شیمی.مهندسین معدن.شاغلان مدیریت زباله.مهندسان محیط زیست و دانشمندان و هر کدام از این ها با بحث هایی که به منابع انرژی و آلودگی اشاره دارند ارتباط نزدیک دارند.مانند بحث های اجتماعی.اقتصادی و سیاسی.بنابراین نتایج مطالعات و اطلاعات علمی می تواند در شمار عظیمی از مجله ها.گزارش ها و کتاب ها ظاهر شود.هدف این فصل عبارت است از: بررسی مختصر بحث های مهمتر این موضوع .معین کردن نشریات مهم و معرفی کردن واژگان و تعریفاتی که برای صنعت فلزات ثانوی استفاده می شوند.یکی از اهداف اصلی این کار مهیا کردن شرح کامل تکنولوژی مدرن فلزات ثانوی است.

بقای منابع به وسیله استفاده دوباره و بازیافت مواد شاید به هزار سال افزایش یابد که بازیافت فلزات و آلیاژها می تواند نمونه ای از این فعالیت ها باشد.به طوری که تخمین زده می شود از زمانی که تمدن شکل گرفته تا سال 1900 یک میلیارد تن فلز تولید شده است.این رقم تا سال 1950 به پنج میلیارد تن افزایش یافته است و در سال 1980 به تنهایی 5.8 میلیارد تن فلز تولید شده است.این افزایش سرسام آور تولید فلزات گروه های مربوط به محیط زیست و جنگل ها را برانگیخت که در طی بیست سال اخیر برای کاهش آلودگی مقدار مصرف اولیه را تعدیل کنند و سطح بازیافت را افزایش دهند.به گونه ای که به ازای هر تن فلزی که بازیافت می شود زباله هایی که از تولید مواد اولیه به وجود می آید کاهش می یابد:

چهار تن برای آهن

دویست تن برای مس

دویست هزار تن برای پلاتین

در مجموع 50 الی 90 درصد کاهش مصرف انرژی

به علاوه با توجه به آمارهای بالا سالانه دویست الی سیصد میلیون تن فلز قراضه کاهش می یابد.

در سال 1974 در ایالت کینگ دام نشریه ای با عنوان "جنگ با زباله و سیاست بازیافت" چاپ شد.که گر چه فقط شامل چند توصیه بود ولی باعث شد که امر بازیافت به طور عمومی و سیاسی افزایش یابد. به دنبال آن در سال 1976 اولین گزارش انجمن مدیریت زباله (W.M.A.C) منتشر شد تحت عنوان "یک مدیریت فراگیر زباله باید در کنار علم و اقتصاد به عنوان یک هدف مطرح شود به گونه ای که از تولید بیشتر زباله جلوگیری شود و از موادی که تولید می شوند در تمام مراحل استفاده بهینه شود."مهمتر عمل "کنترل آلودگی" در سال 1974 و عمل "حفاظت محیط زیست" در سال 1990 بود که موجب شد بسیاری از نوشته ها به سیاست بازیافت به عنوان تنها راه چاره بنگرند.

اهمیت بازیافت مواد از زباله ها از چند لحاظ است:

1.افزایش بهای بعضی از سنگ های معدنی.

2.این حقیقت که بهره برداری طولانی از منابع سبب تمام شدن آن ها خواهد شد اگر بازیافت صورت نگیرد.

3.تلاش ملی و بین المللی برای حفظ بهای معادن مانند اعمال سازمان OPEC

4.حفظ واردات (فلزات و انرژی)

5.افزایش فشار بر کشورها برای خود کفایی در استراتژیک کالا

6.افزایش اهمیت کنترل آلودگی

7.افزایش پس اندازها

8.و اینکه افزایش بهای موادی که مستقیم از سنگ معدن به دست می آیند موجب استفاده بیشتر از مواد بازیافتی می شود.

قابل توجه است که هر جامعه به طور کلی هنگامی که دارای تجهیزات کمی است متوجه منابع خود نیست و هنگامی که در خطر و تهدید است به محیط زیست خود توجهی نمی کند.

برای استفاده بهتر از منابع باید با بقای مواد و هزینه انرژی تعادل برقرار کنیم.بحران انرژی 1973 باعث شد که بسیاری از پروژه ها به بقای انرژی توجه کنند.اما بعد از آن به نظر می رسد که مصرف انرژی و مواد اولیه افزایش یافته است.یکی از دلایل کاهش بهره برداری از معادن و سنگ های معدنی تولید بیشتر زباله است که این باعث توجه بیشتر به زباله ها نیز شده است.به علاوه احساس نیاز به زمین جمع آوری زباله در حال افزایش است.در بعضی کشورها زمین جمع آوری خود یک منبع کمیاب است.چنین عواملی باعث شده است که بهره برداری از منابع محدود شود.

مباحثه های زیادی در این مورد و موضوع های وابسته وجود داشته است که بعضی از مناسب ترین مشاهدات به طور خلاصه اینگونه است:

"ممکن است روزی بیاید که سیاستمداران ما منابعی را که در طی 350 سال به وجود آمده اند مصرف کنند.که به خاطر این گناه نسل آینده هرگز ما را نخواهند بخشید."

"جامعه مدرن بیشتر به انهدام تاکید دارد تا کنترل و بازیافت.و اینکه منابع ما محدود هستند و از آن جایی که روش های دفع زباله هنوز خیلی ابتدایی است. از قبیل سوزاندن. دفن کردن.ریختن در رودخانه ها و دریاها که اینها توام شده اند با تکنیک های پیشرفته فشردن و سوزاندن که به عنوان انهدام زباله به کار می روند. "

" تقریبا خیلی دیر است برای بیدار شدن از کابوسی که ممکن است جهان ما در میان زباله های خود غرق شود."

مهارت و دقت لازم، در تیتراسیون آمپرسنجی از روشهای کالوریمتری است رسوبات کلر که بیش از 2mgL است، با استفاده از نمونه های کوچکتر و یا با استفاده از رقیق سازی بوسیله آبی که نه کلر رسوبی دارد ونه ترکیبات کلر دار، به بهترین شکل ، اندازه گیری می شود این روش می تواند برای تعیین کل کلر به کار رود و همچنین بین کلر ترکیبی و آزاد، در این رومش تفاوت وجود دارد

روش تیتراسیون آمپر سنجی -u 504500

گفتگوی عمومی

مهارت و دقت لازم، در تیتراسیون آمپرسنجی از روشهای کالوریمتری است. رسوبات کلر که بیش از 2mg/L است، با استفاده از نمونه های کوچکتر و یا با استفاده از رقیق سازی بوسیله آبی که نه کلر رسوبی دارد ونه ترکیبات کلر دار، به بهترین شکل ، اندازه گیری می شود. این روش می تواند برای تعیین کل کلر به کار رود و همچنین بین کلر ترکیبی و آزاد، در این رومش تفاوت وجود دارد. جداسازی بیشتر، برای اجزای مونوکلروآمین و دی کلروآمین با کنترل کردن غلظت KI و PH قابل کنترل است.

a . نکته: روش آمپرسنجی اقتباسی است خاص از اصول قطبش سنجی ( پولاروگرافیک: وابسته به اندازه گیری شدت جریان های الکتریسیته در یک محلول ) . کلر آزاد در PH ای بین 6.5 و 7.5 تیتر می شود، بازه ای که در آن کلر ترکیبی به آهستگی واکنش می دهد. در عوض، کلرترکیبی، در حضور مقدار مناسبی KI در بازه PH بین 3.5 تا 4.5 تیتر می شود. وقتی که کلر آزاد تعیین مقدار شد، PH نباید از 7.5 بیشتر شود زیرا پیشرفت واکنش در مقدار PH بالاتر کند می شود. همچنین PH نباید کمتر از 6.5 باشد زیرا در مقادیر پایین تر PH ، کار ترکیبی ممکن است در غیاب ید وارد واکنش شود. بعد از تعیین مقدار کلر ترکیبی ، PH نباید کمتر از 3.5 شود ، زیرا که در PH های پایین تر عوامل مزاحم دخالت می کنند. همچنین PH نباید بیشتر از 4.5 باشد، زیرا که واکنش یدی در مقادیر بالاتر PH، قابل اندازه گیری نیست. مونو کلرو آمین نسبت به دی کلرو آمین تمایل بیشتری دارد تا با ید واکنش دهد. که این امر ، تمایز بیشتر این دو ماده را فراهم کرده. با افزودن مقدار کمی KI ، در بازه PH خنثی ، می توان مقدار مونو کلرو آمین را تخمین زد. پایین آوردن میزان PH تا بازه اسیدی و افزایش غلظتKI امکان تعیین دی کلرو آمین را به طور مجزا فراهم می کند. کلرو آمین های آلی هم بسته به فعالیت کلر آن ها در ترکیب آلی، همچون کلر آزاد، مونو کلرو آمین یا دی کلرو آمین قابل تعیین است.

اکسید فیل آرسین حتی در محلول رقیق هم پایدار است و هر مول آن با دو کلی والان هالوژن وارد واکنش می شود. یک سل آمپر سنجی خاص برای آشکار سازی نقطه پایان تیتراسیون کلر این اکسید فنیل آرسین رسوبی به کار می رود. سلول شامل دو الکترود است. یکی الکترود مرجع خنثی ( قطبش ناپذیر) که در محلول نمکی غوطه ور شده و دیگری الکترود کاملا قطبش پذیر فلز نجیب که در تماس با هر دو محلول نمکی و نمونه تیتر شونده است. در برخی کاربردها، انتخاب پذیری، افزودن 200 میلی ولت به الکترود پلوتونیم در مقابل نقره – نقره کلراید بهبود می یابد. یک دیدگاه دیگر، تعیین نقطه پایانی است که در آن از الکترود های دوگانه پلوتونیم و سل جیوه استفاده می شود. به همراه یک تقسیم کننده ولتاژ به منظور تحت تاثیر قرار دادن پتانسیل در بین الکترود ها و همچنین یک میکرو آمپر متر نیز به کار می رود. اگر کلری در نمونه باقی نمانده باشد، عددی که میکرو آمپر متر می خواند به طور نسبی کم است. زیرا که سلول قطبیده شده هر چه میزان رسوب در نمونه بیشتر باشد، عددی که میکرو آمپر متر می خواند بیشتر است. وسیله اندازه گیری به تنهایی به عنوان آشکار ساز نقطه صفر عمل می کند. به عبارت دیگر ، چیزی که وسیله اندازه گیری به طور واقعی، می خواند، مهم نیست. بلکه فراتر از آن عدد نسبی که در پیشرفت تیتراسیون می خواند مهم است. افزایش تدریجی اکسید فنیل آرسین، بدلیل کاهش مقدار کلر، باعث می شود که سل بیشتر و بیشتر قطبی شود. وقتی که با اضافه کردن اکسید فنیل آرسین و دیگر تغییری در عددی که آمپر سنج نشان می دهد، رخ ندهد، نقطه پایانی مشخص می شود.

b . عوامل مزاحم : امکان تعیین دقیق مقدار کلر آزاد در حضور نیتروژن تری کلرید NCL3 یا دی اکسید کلر وجود ندارد. زیرا کهاین مواد به صورت جزئی مثل کلر آزاد تیتر می شوند. در صورت حضور NCL3 ، این ماده هم مانند کلز آزاد و هم مانند دی کلرو آمین بطور جزئی تیتر می شود و خطای مثبتی برای هر دو جزء با سرعت %/min 5.1 ایجاد می کند. همچنین ممکن است برخی کلرو آمین های آلی هم در هر مرحله تیتر شوند. مونو کلرو آمین در کسر کلر آزاد دخالت می کندو دی کلرو آمین می تواند عامل مزاحم در کسر مونو کلرو آمین باشد، مخصوصا در دماهای بالا وزمان های طولانی تیتراسیون. هالوژن های آزاد به جز کلر، مثل کلر آزاد تیتر می شوند. کلر ترکیبی با یون های ید واکنش می دهد تا تولید ید کند. تیتراسیون کلرترکیبی احتیاج به افزودن KI دارد و وقتی که تیتراسیون برای کلر آزاد بعد از تیتراسیون کلر ترکیبی انجام می شود، ممکن است نتایج نادرست باشند. مگر اینکه سل اندازه گیری با آب مقطر به طور کامل بین تیتراسیون ها ، تست شود داده شود.

در نمونه ها به عوامل مزاحم مس اشاره شده که از سیم های مسی ایجاد می شود و یا بعد از عملیات سولفات مس سنگین مخازن بامس فلزی که روی الکترودها پوشانده شده، بوجود می آید. هچنین یون های نقره، الکترود را سمی می کند. عوامل مزاحم در برخی آبهای بشدت رنگی و در آبهایی که در آنها عوامل سطح فعال (surface active) وجود دارد، در تیتراسیون دخالت می کنند. دمای خیلی پایین، پاسخگویی به سل اندازه گیری را کاهش می دهد. بنابراین به زمانی طولانی برای تیتراسیون احتیاج است، اما دقت تاثیر چندانی ندارد. کاهش (احیاء) در سرعت واکنش با مقادیر PH بالای 7.5 اتفاق می افتد، برای غلبه بر این حالت، همه نمونه ها را تا PH=7 یا پایین تر ، بافری می کنیم. به عبارت دیگر، بعضی مواد، مثل منگنز، نیترات و آهن مزاحمت ایجاد نمی کنند. هم زدن شدید تیتراتورهای تجاری می تواند مقادیر کلر را با عمل تبخیر پایین بیاورد. وقتی که رقیق کننده برای نمونه های شامل مقادیر بالای کلر بکار می رود، دقت کنید که آب مقطر، از کلر، آمونیاک و ترکیبات کلر، عاری باشد.

مورفولوژی یک پوشش بطور عمده به فناوری بکار گرفته شده بستگی دارد بطور کلی روشهایی که در آن پوشش از فاز بخار رسوب داده می‌شوند را می‌توان دو گروه اصلی تقسیم کرد روش رسوب شیمیایی بخار CVD و روش رسوب فیزیکی PVD بعلاوه از روشهایی به نام روشهای کمکی یا تحریک شده نیز استفاده می‌شود بعنوان مثال روش کمکی پلاسمای رسوب شیمیایی بخار PACVD یا فرآیندهای دما توس

رسوب دهی لایه های نازک سخت ویا نرم

مقدمه

مورفولوژی یک پوشش بطور عمده به فناوری بکار گرفته شده بستگی دارد. بطور کلی روشهایی که در آن پوشش از فاز بخار رسوب داده می‌شوند. را می‌توان دو گروه اصلی تقسیم کرد روش رسوب شیمیایی بخار CVD و روش رسوب فیزیکی PVD بعلاوه از روشهایی به نام روشهای کمکی یا تحریک شده نیز استفاده می‌شود. بعنوان مثال روش کمکی پلاسمای رسوب شیمیایی بخار PA-CVD یا فرآیندهای دما توسط مانند روش دما متوسط CVD که با MT-CVD نمایش داده می‌شود نیز گسترش پیدا کرده است. همانطور که در شکل 5.1 نشان داده شده است بعنوان مثال به روشهای فوق مواردی مثل پرایدهای نسوز، کارمیدها، نیتریدها ،اکسیدها وترکیب های مختلفی از این گونه پوششها را میتوان رسوب داد.

5.2 روشهای رسوب شیمیایی بخار

5.2.1 طبقه بندی فناوریهای CVD

در روش رسوب شیمیایی بخار واکنش کننده ها بصورت گاز تامین شده و واکنشهای شیمیایی در اثر گرما در سطح زیر لایه گرم شده انجام می‌شوند. در روشهای CVD معمولا فرآیند در درجه ر600 تا 1100 درجه سانتیگراد انجام می‌شود هزینه فرآیندهایی که در درجه وارستای پایین تر نیز کار می کنند بکار گرفته شده است. در جدول 5.1 می‌توان روشهایی از CVD که بیشتر در صنعت ارز برش بکار می رود را ملاحظه کرد.

In به شکل سنتی خود فناوری CVD بدون فرآیندهای کمکی در فشار محیط مثل پوشش دهی در فشار محیط APCVD ,CVD یا در فشار پایین مثل پوشش دهی به فشار کم CVD استفاده میشود. از فناوری APCVD که به پوشش دهی با دمای بالای (HT-CVD) CVD نیز معروف است بعنوان پرمصرف ترین روش پوشش می‌توان نام برد.

در روش کلاسیک پوشش دهی CVD که از سال 1969 در صنعت بکارگرفته شد از در یک لحظه ای حفاظت شده از اتمسفر محیط،تحت گاز هیدروژن فشار 1 اتمسفر یا کمتر تا 1000C گرم می‌شود. همچنین ترکیبات تبخیر شدنی به اتمسفر هیدروژن اضافه می‌شوند. تا بتوان ترکیبات فلی وغیرفلزی را رسوب داد. یک جنبه مشترک تمام فناوریهای CVD افزودن عنصر مورد نظر در پوشش به شکل یک هالوژن مثل Tic4 در ورد لایه های Ti(cN) یا TiN ,Tic یا مخلوطی از هالوژنها مثل Ticl4 +Bcl3 در مورد لبه های TiB2 می‌توان نام برد.

5.2.2 روش تحت فشار اتمسفر رسوب شیمیایی بخار (APCVD)

وسایل بکار گرفته شده برای رسوب دهی لایه TiN به روش CVD در شکل 5.2 ارائه شده است در این روش یک محفظه واکنش گرم شده و وسایل انتقال گاز مورد نیاز است. در بیشتر موارد زیر لایه به روش هرفت یا تشعشعی ازداخل محفظه پوشش دهی گرم می‌شود. فرآیند با تغییر دادن درجه حرارت قطعات تحت پوشش ترکیب شیمیایی و فشار گانه ها کنترل میشود. همانطور که قبلا اشاره شد واکنشهای هالیه فلزات مثلا با هیدروژن ،نیتروژن یا متان. بکار گرفته می‌شود تا بتوان پوششهایی مثل انواع نیترید ها یا کاربیدهای فلزات را ایجاد کرد.

بعنوان مثال واکنشهای ذیل برای ایجاد پوششهای به ترتیب نیترید نتیتانیوم وکاربید تیتانیوم بکار گرفته می‌شود:

لایه اکسید آمونیومو را میتوان با واکنش ذیل ایجاد کرد.

With با مخلوطهایی از هالیه فلزات، هیدروژن ،اکسیژن، نیتروژن ،هیدروکربنها و ترکیبات بر، پوششهای مختلفی از نیترید، کاربید و براید فلزات را میتوان به روش CVD ایجاد کرد. در حال حاضر متداولترین پوشش های ایجاد شده به روش هستند (شکل 5.3) لایه های ایجاد شده به روش CVD ساختار میکروسکوپی ستونی دارند هر چند رسوبات اولیه گاهی به شکل هم محور هستند.

بطور خاص اندازه دانه وساختار میکروسکوپی اولیه به شدت به شرایط اعمال شده در فرآیند بستگی دارد.

رنگ در دنیای امروز نقش بسیار مهمی در پرورش ذوق و قرایح بشری و ارضای نیازهای زیبا شناختی وی ایفا می کند بدین جهت است که احساس رنگ را به تعبیری حس هفتم می‌گویند انسان در پهنه تولید تزئین خانه‌ها ، پوشاک و حتی نوشابه‌ها در هنر ، نقاشی ، صنایع کشتیرانی و امور ارتباطات محصولات مصرفی در صنایع فضایی و خلاصه در همه شئونات با رنگ سر و کار دارد بطور کلی ، ا

صنعت رنگ سازی

دید کلی

رنگ در دنیای امروز نقش بسیار مهمی در پرورش ذوق و قرایح بشری و ارضای نیازهای زیبا شناختی وی ایفا می کند. بدین جهت است که احساس رنگ را به تعبیری حس هفتم می‌گویند. انسان در پهنه تولید تزئین خانه‌ها ، پوشاک و حتی نوشابه‌ها در هنر ، نقاشی ، صنایع کشتیرانی و امور ارتباطات محصولات مصرفی در صنایع فضایی و خلاصه در همه شئونات با رنگ سر و کار دارد. بطور کلی ، از رنگ علاوه بر ایجاد زیبایی محیط ، جهت حفاظت اشیا در مقابل عوامل طبیعی و غیره استفاده می‌شود.

تاریخچه

سابقه استفاده از مواد رنگی توسط انسان ، به دوران غارنشینی می‌رسد. اولین کاربرد واقعی و عملی مواد رنگی را می‌توان در ساختن کشتی نوح مربوط دانست که برای جلوگیری از نفوذ آب و پوسیدگی آن ، از مواد رنگی استفاده شده بود. بعدها از مواد رنگی برای حفاظت چوب از پوسیدگی در بناهای چوبی و زمانی که استفاده از وسایل آهنی متداول شد، برای جلوگیری از زنگ زدن آنها استفاده می‌شد .

اجزای تشکیل دهنده رنگ‌ها

هر رنگ اصولا از دو قسمت اصلی تشکیل شده است که عبارتند از:

رنگدانه

ماده رنگی نامحلول در آب است ( خاک رس ناخالص رنگی و پودر برف از سنگهای رنگی به‌عنوان اولین رنگدانه ها مورد استفاده انسان قرار می‌گرفتند ).

محمل رنگها

مایعی است که با رنگدانه مخلوط شده ، کاربرد آنرا آسان می‌کند و در چسبیدن آن ، کمک می‌کند ( از سفیده تخم مرغ ، چسب عسل محلول قند به‌عنوان محمل‌های رنگ استفاده می‌شد). امروزه متداولترین محمل‌های رنگدانه‌ها را آب یا روغن تشکیل می‌دهد. از این‌رو رنگها را به دو دسته رنگ‌های روغنی و رنگ‌های آلی تقسیم می‌کنند.

انواع رنگدانه

اکسیدها

لیمونیت ( Fe2O3.2H2O ) برای تهیه رنگ قرمز مصرف می‌شود و یکی از قدیمی‌ترین رنگدانه‌هاست.

هماتیت ( Fe2O3 ) برای تهیه رنگ قرمز روشن بکار می‌رود.

دی‌اکسید تیتان ( TiO2 ) برای تهیه رنگ سفید روشن و بسیار مرغوب که در هوا تیره نمی‌شود، بکار می‌رود. معمولا آن را با سولفات باریم مخلوط می‌کنند.

اکسید روی ( ZnO ) که از مهم‌ترین رنگدانه های سفید است و از تجزیه کربنات روی و یا سوزاندن فلز روی در هوا حاصل می‌شود.

سرنج ( Pb2O3 ) که رنگ سرخ یا قرمز تیره دارد و بیشتر برای پوشانیدن سطح قطعات فولادی به‌منظور حفاظت آنها از زنگ زدن کاربرد دارد.

سولفید روی و لیتوپن

سولفید روی برای تهیه رنگ سفید مات مصرف می‌شود و از مزایای آن ، این است که بر خلاف سفیداب سرب در هوا سیاه نمی‌شود. این رنگدانه معمولا در تجارت بصورت مخلوطی از سولفید روی و سولفات باریم به نام لیتوپن مصرف دارد که رنگ سفید بسیار مرغوب است.

سفیداب سرب

این رنگ دانه عمدتا شامل Pb(OH)2 , PbCO3 که از قرن ها پیش شناخته شده بود. قدرت پوشش آنها زیاد است، ولی در هوا به‌علت وجود H2O به مرور سیاه می‌شود. برای تبدیل مجدد آن به رنگ سفید می‌توان از تاثیر پراکسید هیدروژن بر آن استفاده کرد.

دوده چراغ و زغال استخوان

یکی از اجزای رنگ سیاه و مرکب است و برای تغییر رنگ سفید به میزان دلخواه نیز مصرف می‌شود.

رنگدانه‌های فلزی

مانند پودر آلومینیم در روغن جلا که از آن برای حفاظت وسایل آهنی و فولادی استفاده می شود

برنز آلومینیم ( آلیاژ Al, Cu ) در روغن جلا که از آن ، برای ایجاد رنگ بسیار زیبای طلایی برای دور قابها و ... استفاده می‌شود.

رنگدانه‌های الوان

رنگدانه‌های آبی: مهم‌ترین این این رنگدانه‌ها ، آبی پروس و آبی نیلی یا لاجورد است. آبی پروس یکی از مهم‌ترین رنگهای آبی است. لاجورد نیز یکی از رنگهای آبی مرغوب است که از حرارت دادن مخلوط کائولین ، کربنات سدیم ، گوگرد و زغال سنگ در غیاب هوا حاصل می‌شود.

رنگ دانه های زرد: مهم ترین این رنگدانه‌ها ، کرومات روی و کرومات سرب است. از قطران زغال سنگ نیز رنگدانه‌های الوانی بصورت نمکهای نامحلول فلزات بدست می‌آید که در هیدروکسید آلومینین بصورت ژله می‌بندد. این ژله را پس از خشک کردن به‌صورت پودر با رنگدانه‌هایی نظیر کربنات کلسیم و سیلسس مخلوط می‌کنند و در انواع رنگهای مورد نیاز بکار می‌برند.

رنگ‌های روغنی

در این نوع رنگ‌ها ، رنگدانه را در یک روغن خشک شونده که استر گلیسیرین با اسیدهای چرب ، نظیر اسیدهای اولئیک و یا لینولنیک می‌باشد، حل می‌کنند. این روغن‌‌ها در هوا اکسیده شده ، به ترکیبات سیر شده تبدیل می‌شوند و لایه‌ای سخت مقاوم و محافظ تشکیل می‌دهند که از نفوذ آب در رنگدانه جلوگیری می‌کنند.

رقیق‌کننده

برای رقیق کردن و سهولت کاربرد رنگ بکار می‌رود و معمولا یک حلال هیدروکربنی نظیر ترپنتین است که به روغن تربانتین شهرت دارد.

خشک کننده

یکی از اجزای رنگ‌های روغنی است که در حقیقت نقش کاتالیزور را در تسریع اکسیداسیون و خشک شدن رنگ‌ها را دارد و معمولا مخلوطی از اکسید های سرب ، منگنز و کبالت در ( روغن بزرک ) بصورت استر مصرف می‌شود.

رنگ‌های پلاستیکی

با اضافه کردن رزین‌های سنتزی نظیر رزین حاصل از فنل و فرمالدئید که خاصیت پلاستیکی دارد، در روغن جلا ، رنگ‌های پلاستیکی حاصل می‌شود. این نوع رنگ‌ها به خاطر دوام و قابل شستشو بودن ، اهمیت و کاربردهای زیادی داردن.

تیتانیوم و آلیاژهای آن را با ماشین های استاندارد و با تلرانس فرم دهی فولاد ضد زنگ می توان شکل و فرم داد، ولی به علت کاه تغییرات جوش به عقب و همچنین کسب افزایش ویژگی داکتیل، که یک مزیت به شمار می رود، بخش اعظم قطعات تیتانیوم را با فرم دهی گرم می سازند و یا بصورت سرد پیش فرم داده و سپس با حرارت، سایز آن را افزایش می دهند

شکل دهی تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم:

تیتانیوم و آلیاژهای آن را با ماشین های استاندارد و با تلرانس فرم دهی فولاد ضد زنگ می توان شکل و فرم داد، ولی به علت کاه تغییرات جوش به عقب و همچنین کسب افزایش ویژگی داکتیل، که یک مزیت به شمار می رود، بخش اعظم قطعات تیتانیوم را با فرم دهی گرم می سازند و یا بصورت سرد پیش فرم داده و سپس با حرارت، سایز آن را افزایش می دهند.

در شکل دادن ورق های تیتانیوم و آلیاژهای آن باید موارد و خصوصیات زیر را در نظر گرفت:

- حساسیت به بردیگی و فرو رفتگی که باعث ترک خوردن بویژه در شکل دهی سرد می شود.

- سائیدگی و زخم سطحی بخصوص در مورد فولادهای ضد زنگ.

- توانایی انقباظی کم ( کد عیبی در لبه های پخ شده می باشد.)

- تردی و شکنندگی زیاد ناشی از حرارت بیش از حد یا جذب گاز هیدروژن و امثال ان

- توان کار محدود

- خاصیت ارتجاعی بالاتر از آلیاژهای آهنی با همان استحکانم

با این حال، با وجود محدودیت های بالا، باز هم می توان تیتانیوم و آلیاژهای آن را در بخش های پیچیده شکل داد، چون خصوصیات مکانیکی و شکل پذیری تیتانیوم و آلیاژهای آن بسیار گسترده است. برای مثال انواع تجاری آن با خلوص 240 تا 550 MPA، دارای استحکام کششی متفاوتی بوده و حداقل خمش ان ها در دمای اتاق متفاوت می باشد.و خاصیت داکتیل یا رسانایی و استحکام کششی تیتانیوم خالص (cp) به مقدار اکسیژن آن بستگی دارد.

در جدول 1، فهرستی از طرحها، ترکیبات و خصوصیات مکانیکی انتخاب شده بعضی ازآلیاژهای تیتانیوم آورده شده است.

مواد تیتانیوم:

چند نوع غیر آلیاژی وجود دارد، که اختلاف آن ها در مقدار عناصری مثل اکسیژن، نیترژن و آهن است موادی که خلوص آنها بیشتر است دارای استحکام، سختی و دمای تغییر شکل پایین تری نسبت به مواد با خلوص کمتر هستند. یکی از عوامل که باعث شده تا تیتانیوم نسبت به سایر عناصر فلزی منحصر به فرد باشد انحلال پذیری بالای عناصر مثل اکسیژن و نیتروژن درآن است. مثلا تیتانیوم در هوا و درجه حرارت بالا اکسید نمی شود. در آن، ناحیة سخت شده سطحی، شکل می گیرد. (حالت ).

چون حضور حالت ، موجب کاهش مقاومت به خستگی و رسانایی می شود. این لایه معمولا توسط ماشین کاری، سایش شیمیایی و غیره قبل از اینکه مورد کاربرد قرار گیرد برداشته می شود پر مصرف ترین آلیاژی آن، V4 – AL- Ti می باشد که حدوداً 60% کل تولیدات تیتانیوم را به خود اختصاص داده است.

مواد غیر آلیاژی تیتانیوم و ما بقی آلیاژها، هر کدام 20% تولیدات را شامل می شوند انتخاب تیتانیوم غیر آلیاژی بستگی به خصوصیات مکانیکی، سرویس دهی، هزینه ها و سایر فاکتورهای خواسته شده داردو مثلاً، از تیتانیوم تجاری خالص به خاطر مقاومتش در برابر خوردگی به خصوص در جاهایی که نیاز به استحکام بالای باشد استفاده می شود استحکام نهایی cp به خاطر تغییر ناخالصی های آن و مقدار عناصر اکسیژن و نیتروژن در آن بین 170 تا 480 MPa متغیر است. در این cpها با افزایش مقدار آهن و اکسیژن ، استحکام افزایش می یابد. آلیاژهای آنها که حاوی آلومینیوم قلع و یا زیرکونیوم هستند برای کاربردهای حرارت بالا یا برودتی ترجیح داده می شوند. آلیاژهی غنی آلفا نسبت به آلیاژهای و ، از مقاومت خزشی بالاتری برخوردار هستند. آلیاژهای باعناصر بسیار کم (ELI) دردماهای برودتیی، در دماهای برودتی، همچنان داکتیل و سخت باقی می مانند، مثل sn 5/2 – AL5-Ti.

برخلاف آلیاژهای و ،آلیاژهای توسط عملیات حرارتی مستحکم نمی شوند. معمولاً آلیاژهای را آدنیل یاتبلور مجدد می کنند. تا تنش های پسماند ناشی از کار سرد از بین برود آلیاژهای که مقدار کمی دارند، تحت عنوان آلیاژهاینزدیک طبقه بندی می شوند. و با توجه به اینکه مقدار کمی فاز دارند مثل آلیاژهای عمل می کنند. آلیاژهای حاوی یک یا چند تثبیت کننده هستند که این آلیاژها بعد از اینکه عملیات حرارتی شوند بیشتر فاز خواهند داشت که این موضوع به مقدار تثبیت کننده موجود در آلیاژ بر می گردد. آلیاژهای حاوی تثبیت کنندة بوده و مقدار فاز آنها کم تر از آلیاژهای می باشد. قابلیت سختی آنها به علت وجود فاز در هوای سرد یا آب به هنگام کوئنچ کردن قطعات ضخیم، بالا باقی می ماند ورق های آلیاژ را بیشتر از بیقه آلیاژها می توان به صورت سرد شکل داد. مثالی از آن، آلیاژ AL3،cr3-Sn3-V15-Ti است که در دمای اتاق شکل دهی می شود پس از انحلال آلیاژهای دردمای تا که فاز تا حدودی به فاز تبدیل می گردد، پیر سازی می شوند فاز حاصل در میان ذرات باقی مانده پراکنده می باشد و از نظر سختی مانند آلیاژهای پیر شده می باشد در شرایط محلول آلیاژهای رسانایی و سختی خوبی دارند و نسبتاً استحکام آنها اندک بوده و لذا شکل پذیری خوبی دارند. در این آلیاژها با افزایش دما، فاز رسوب کرده و قبل از پیرسازی یا تثبیت، قابل استفاده در دماهای بالا نیستند.

سنگ های تهنشتی آواری یا تخریبی شامل سنگهای مختلفی است که دارای منشاء واحدی هستند این سنگ ها بر اثر عوامل مختلف مانند جریان آب، حرکت یخچال، و باد از محل اولیه خود حرکت کرده و هر اندازه که از مبدا خود به نقاط دورتر انتقال یافته باشند بیشتر خرد شده و گوشه ها و زوایایشان از میان رفته و مدور شده اند این قطعات خرد شده را بر حسب بزرگی و کوچی به اسامی زیر

مقدمه

سنگهای تهنشتی آواری:

سنگ های تهنشتی آواری یا تخریبی شامل سنگهای مختلفی است که دارای منشاء واحدی هستند این سنگ ها بر اثر عوامل مختلف مانند جریان آب، حرکت یخچال، و باد از محل اولیه خود حرکت کرده و هر اندازه که از مبدا خود به نقاط دورتر انتقال یافته باشند بیشتر خرد شده و گوشه ها و زوایایشان از میان رفته و مدور شده اند این قطعات خرد شده را بر حسب بزرگی و کوچی به اسامی زیر می نامند که شامل : ریگ – شن – ماسه – گل – رس می باشد.

رس:

قطر آن 0001/0 تا 005/0 میلی متر می باشد باید در نظر داشت که سنگ های آذرین بر اثر عوامل مختلف به ویژه آب بتدریچ تجزیه می شوند و در میان عناصر تشکیل دهنده آنها تنها کوارتز در مقابل عوامل خارجی بیشتر مقاومت می کند و تجزیه نمی شود ولی آن هم بر اثر عمل مکانیکی آنها به تدریج ساییده می شود و تشکیل قلوه سنگ دیگ – ماسه و غیره می دهد. فلدستاپها بتدریج بوسیله آب باران، که محتوی گاز کربنیک است تجزیه می شوند و تولید کربوناتهای محلول و سیلیکاتهای غیر محلول مطابق فرمول زیر می کنند:

 

سیلیکات غیر محلول، سیلیکات آلومین آبداری است که به وسیله آب حمل شده و در محلهایی که جریان آب قطع می شود و آب راکد می شود تهنشین شده و تولید خاک رس می کند بعضی از اقسام میکا کمابیش مقاومت کرده و تجزیه نمی شوند ولی بر اثر عمل مکانیکی آنها خرد می شوند سایر عناصر سنگ های آذرین سهل تر از فلوسپاتها تجزیه می شوند قسمتی از آنها در آب حل می شود و قسمتی نیز تولید سیلیکات آلومین غیر خالص را می کند و جزء رسها در می آید.

سنگهای تهنشی تخریبی به سه خانواده تقسیم می شوند: خانواده سنگ های رسی خانواده ماسه و ماسه سنگها، خانواده جو شسنگها و تهنشستهای آبرفتی.

خانواده سنگهای رسی:

خاک رس از سیلیکات آلومین آبداری که ممکن است به شکل یا به صورت ورقه های کوچک میکروسکوپی باشد تشکیل شده است و به وسیله چشم و حتی با ذره بین در آن هیچ گونه عنصری تشخیص داده نمی شود علاوه بر سیلیکات آلومین هیچ گونه عنصری تشخیص داده نمی شود علاوه بر سیلیکات آلومین محتوی مقداری سیلیس ژلاتین (sio2) و آلومین زژلاتین نیز هست.

موضوع تحقیق :

خاک رس

فهرست

مقدمه

سنگهای تهنشتی آواری

رس

خانواده سنگهای رسی

اقسام خاک رس

رس شکل پذیر

رس چرب

رس لاغر

رس نمکدار

رس چرب زا

لای

گل

سیمون یا سم

بادرفت

لاتریت

بوکسیت

آهکرس

خاک

سیاه خاک

سنگ رسی

شیت رسی

سنگ لوح

شیل یا اردوال رسی

بستر

منابع و مآخذ