نانو فناوري طراحي، مشخصه‌يابي، توليد و كاربرد ساختارها، ابزارها و سيستم‌ها در مقياس نانومتري مي‌باشد. دريك دهه اخير نانوفناوري زمينه بسياري از مطالعات و تحقيقات علمي بوده است، به‌طوري كه سرمايه‌گذاري بر روي تحقيقات دراين زمينه در سرتاسر جهان درحال‌رشد بوده است. تحقيقات نانوفناوري در برخي از زمينه‌ها هم‌اكنون توسعه يافته است و بهبود و ارتقاء فناوري موجود را سبب شده است. يكي از مقوله‌هاي مهم در نانوفناوري توليد و كاربرد نانو مواد است و نانو مواد به موادي اطلاق مي‌شود كه ابعاد خارجي و يا اندازه‌ فازهاي تشكيل‌دهنده آن حداقل دريك بعد كمتر از 100 نانومتر باشد. مهم‌ترين ويژگي در همه انواع نانومواد اين است كه فصل مشترك موجود در ساختار آنها سهم قابل ملاحظه‌اي از ساختار ماده را تشكيل مي‌دهد. به‌همين‌دليل رفتار ماده در مقياس نانومتري تفاوت بنيادي با رفتار آن در مقياس‌هاي بزرگ‌تر دارد و كنترل اين رفتار با كمك نانوفناوري موجب پديد آمدن خواص متنوع و مفيدي مي‌شود.

در سال‌هاي اخير تحقيقات علمي در داخل كشور در زمينه مواد نانوساختار سهم بيشتري در مقايسه با ديگر انواع نانومواد را به‌خود اختصاص داده است كه دليل عمده آن سهولت ساخت، امكان تجاري‌سازي و به‌كارگيري اين گروه از مواد در صنايع الويت‌دار كشور به‌ويژه صنايع خودرو، هوا، فضا، نفت و صنايع دفاعي مي‌باشد. ازطرفي ايجاد رشته و گرايش‌هاي نانوفناوري و نانومواد در برنامه‌هاي آموزشي تعدادي از دانشگاه‌هاي كشور قرار گرفته و اين روند روبه گسترش است. دراين‌راستا وجود منابع علمي منسجم و جامع به‌زبان فارسي حائز اهميت بوده و مي‌تواند راه‌گشاي تحقيقات اين بخش باشد.

هدف اصلي از تأليف اين كتاب، دراختيار دادن اطلاعات علمي درخصوص خواص، روش‌هاي ساخت و مشخصه‌يابي مواد نانوساختار براي استفاده پژوهشگران اين حوزه و دانشجويان تحصيلات تكميلي بوده است. اين كتاب برپايه آخرين منابع و مآخذ علمي و نيز براساس نتايج تحقيقات و پژوهش‌هاي مؤلف در ده سال گذشته تهيه شده است و سعي شد مطالب عميق علمي تاحدامكان به زبان ساده و قابل فهم بيان شود.

كتاب حاضر در 5 فصل به مباحثي با عناوين خواص مواد نانوساختار، توليد مواد نانوساختار با روش آلياژسازي مكانيكي، توليد مواد نانوساختار با تغيير شكل پلاستيكي شديد، توليد مواد نانوساختار به‌وسيله كريستاليزاسيون ساختار آموزش و روش‌هاي مطالعه مواد نانوساختار پرداخته است.

كتاب «مواد نانوساختار» در 193 صفحه به‌همراه مراجع، واژه‌نامه و واژه‌ياب و با قيمت 20 هزار ريال منتشر شده است.

فصل اول: خواص مواد نانوساختار................................................................................ 1

1-1 مقدمه........................................................................................................... 1

1-2 خواص مواد نانوساختار...................................................................................... 4

1-3 پایداری حرارتی نانوساختارها............................................................................. 29

مراجع.................................................................................................................. 36

فصل 2: تولید مواد نانوساختار با روش آلیاژسازی مکانیکی.................................................. 41

2-1 مقدمه........................................................................................................... 41

2-2 روش آلیاژسازی مکانیکی..................................................................................... 42

2-3 انواع فرآیندهای آلیاژسازی مکانیکی........................................................................ 43

2-4 تجهیزات لازم برای آلیاژسازی مکانیکی..................................................................... 44

2-5 متغیرهای فرآیند............................................................................................... 48

2-6 مبانی فرآیند آلیاژسازی مکانیکی........................................................................... 50

2-7 ساخت مواد نانوساختار با روش آلیاژسازی مکانیکی.................................................... 52

2-8 مکانیزم ایجاد ساختار نانوکریستال در روش آلیاژسازی مکانیکی.................................... 53

2-9 اندازه دانه‌های نهایی........................................................................................ 57

2-10 ایجاد نانوساختارهای لایه‌ای با روش آلیاژسازی مکانیکی.............................................. 64

2-11 تغییرات اندازه ذرات پودر درحین آلیاژسازی مکانیکی................................................ 69

2-12 تغییرات فازی همراه با ایجاد ساختار نانو................................................................ 72

2-13 تولید نانوکامپوزیت‌های ذره‌ای با روش آلیاژسازی مکانیکی......................................... 74

2-14 آلودگی ذرات پودر در آلیاژسازی مکانیکی............................................................. 80

2-15 فشرده‌سازی و تفت‌جوشی پودرهای نانوساختار...................................................... 83

مراجع.................................................................................................................. 90

فصل 3: تولید مواد نانوساختار با تغییر شکل پلاستیکی شدید............................................... 93

3-1 مقدمه........................................................................................................... 93

3-2 روش پیچش تحت فشار بالا.................................................................................. 94

3-3 روش پرس در قالب زاویه‌دار................................................................................. 97

3-4 سایر روش‌های تغییرشکل پلاستیکی شدید............................................................. 100

مراجع.................................................................................................................. 105

فصل 4: تولید مواد نانوساختار بوسیله کریستالیزاسیون ساختار آمورف.................. .................107

4-1 مقدمه........................................................................................................... 107

4-2 روش‌های تولید ساختارهای آمورف...................................................................... 111

4-3 انجماد سریع................................................................................................... 111

4-4 توانایی تشکیل ساختار آمورف............................................................................ 114

4-5 سیستم‌های آلیاژی با قابلیت تشکیل ساختار آمورف.............................................. 117

4-6 معیارهای تشکیل ساختار آمورف......................................................................... 119

4-7 روش‌های انجماد سریع...................................................................................... 122

4-8 روش آلیاژسازی مکانیکی.................................................................................. 128

4-9 مکانیزم ایجاد ساختار آمورف با روش آلیاژسازی مکانیکی......................................... 129

4-10 تشکیل فاز آمورف در فرآیند آسیاب‌کاری مکانیکی.................................................. 137

4-11 مقایسه روش‌های انجماد سریع و آلیاژسازی مکانیکی........................................... 138

4-12 کریستالیزاسیون ساختار آمورف........................................................................ 142

4-13 کینتیک کریستالیزاسیون.................................................................................. 145

4-14 مکانیزم کریستالیزاسیون................................................................................. 150

4-15 تشکیل نانوساختارها درحین کریستالیزاسیون........................................................ 152

مراجع.................................................................................................................. 156

فصل 5: روش‌های مطالعه مواد نانوساختار...................................................................... 159

5-1 مقدمه........................................................................................................... 159

5-2 تعیین خواص مکانیکی....................................................................................... 160

5-3 مطالعه پایداری حرارتی...................................................................................... 162

5-4 مطالعات توپوگرافی........................................................................................... 164

5-5 بررسی ساختار داخلی........................................................................................ 168

مراجع.................................................................................................................. 176

واژه‌نامه................................................................................................................ 177

واژه‌یاب................................................................................................................ 187