1-1- مقدمه 3

فصل دوم : مروری بر منابع تحقیقاتی

2-1- مشخصات مس 6

2-2- پنج روش اساسی برای تولید پودر مس وجود دارد كه عبارتند از. 7

2-2-1- رسوب الكترولیتی پودر مس.. 7

2-2-2- احیای گازی اكسید مس.. 8

2-2-3- اتمیزه كردن. 9

2-2-4- رسوب پودر مس از محلول سولفات مس با آهن. 10

2-3- تاریخچه گرافن. 10

2-4- معرفی گرافن. 11

2-5- روند تحقیقات انجام شده برروی گرافن. 13

2-6- خواص گرافن. 14

2-6-1- چگالی. 14

2-6-2- رسانایی گرمایی. 14

2-6-3- رسانایی الکتریکی. 14

2-6-4- مساحت سطحی ویژه 14

2-6-5- مقاومت مکانیکی. 14

2-6-6- مدول یانگ… 15

2-6-7- مقامت در برابر شكست.. 15

2-7- كاربرد های گرافن. 15

2-8- روش های تولید گرافن. 16

2-8-1- روش‌ پوسته پوسته کردن میکرومکانیکی. 18

2-8-2- روش رشد همبافته 19

عنوان                                                                                                        صفحه

2-8-3- روش رسوب نشانی بخار شیمیایی (CVD) 20

2-8-4- روش تهیه گرافن از اکسید گرافیت.. 21

2-9- نانوكامپوزیت ها 22

2-10- آلیاژسازی مكانیكی. 22

2-11- انواع فرایند های آلیاژسازی مكانیكی. 23

2-11-1- آسیاب كاری مکانیکی (سایش مكانیكی) 23

2-11-2- آسیاب كاری واكنشی (مكانوشیمیایی) 23

2-11-3- آسیاب كاری تبریدی. 23

2-12- انواع آسیاب های مورد استفاده در آلیاژسازی مكانیكی. 24

2-12-1-آسیاب گلوله ای سیاره ای. 24

2-21-2- آسیاب های گلوله ای ارتعاشی. 24

2-12-3- آسیاب های گلوله ای غلتشی. 25

2-12-4- آسیاب های گلوله ای شافتی. 26

2-12-5- آسیاب های گلوله ای مغناطیسی. 26

2-13- برخی از مهمترین كاربردهای روش آلیاژسازی مکانیکی. 27

2-14- متغییرهای فرآیند روش آلیاژسازی مکانیکی. 27

2-14-1- نوع آسیاب.. 27

2-14-2- زمان آسیاب كاری. 28

2-14-3- نسبت وزنی گلوله به پودر. 28

2-14-4- میزان پر شدن محفظه آسیاب.. 28

2-14-5- اتمسفر درون محفظه آسیاب.. 29

2-14-6- درجه حرارت.. 29

2-14-7- جنس، اندازه و توزیع اندازه گلوله های آسیاب.. 29

2-15- مبانی فرآیند آلیاژسازی مكانیكی. 30

2-15-1- مخلوط شدن ذرات پودر مواد اولیه 31

2-15-2- افزایش قابل ملاحظه نواقص كریستالی. 31

2-15-3- انتقال جرم بین ذرات پودر. 33

2-16- تحقیقات انجام شده بر کامپوزیت های تقویت شده با گرافن. 33

عنوان                                                                                                        صفحه

2-16-1- نانو کامپوزیت آلومینیوم/گرافن. 33

2-16-2- نانو کامپوزیت مس/گرافن و نیکل/گرافن. 35

2-16-3- نانو کامپوزیت اپوکسی/گرافن. 36

فصل سوم : روش تحقیق (مواد و روش کار)

3-1- مواد اولیه 39

3-2- طراحی آزمون به روش تاگوچی. 39

3-3- آلیاژسازی و آسیاب کاری مکانیکی. 41

3-3-1- دستگاه آسیاب.. 41

3-3-2- مراحل آلیاژسازی مکانیکی. 41

3-3-3- قالب.. 42

3-4- آزمایش بررسی و ارزیابی فازی ذرات پودری توسط پراش اشعهX.. 43

3-4-1- محاسبه اندازه دانه و کرنش شبکه 43

3-5- دستگاه میکروسکوپ الکترونی روبشی. 44

3-6- دستگاه طیف سنجی رامان 44

3-7- آزمایش اندازه گیری چگالی و درصد تخلخل. 44

3-8- سختی سنجی. 45

3-9- آزمایش استحکام فشاری. 46

فصل چهارم : نتایج

 

4-1- بررسی مورفولوژی ذرات پودر آسیاب کاری شده 48

4-2- مطالعه پودرهای آسیاب شده با آنالیز پراش اشعه 52

4-2-1- تغییرات فازی در حین آلیاژسازی مکانیکی. 52

4-2-2- اندازه دانه و میکرو کرنش شبکه 54

4-3- طیف سنجی رامان. 56

4-4- بررسی چگالی نمونه ها 57

4-5- بررسی نتایج سختی سنجی. 60

4-6- بررسی نتایج استحکام فشاری. 63

4-7- بررسی سطح شکست نمونه ها توسط. 66

عنوان                                                                                                         صفحه

4-8- بررسی نتایج بدست آمده توسط نرم افزار کوآلتک… 68

4-8-1 بررسی نتایج استحکام فشاری. 68

4-8-1-1- تاثیر درصد گرافن بر استحکام فشاری. 68

4-8-1-2- تاثیر زمان آسیاب کاری بر استحکام فشاری. 69

4-8-1-3- تاثیر فشار پرس بر استحکام فشاری. 69

4-8-1-4- تاثیر دمای زینتر بر استحکام فشاری. 70

4-8-1-5- میزان تاثیر پارامتر های چهار گانه بر استحکام فشاری. 71

4-8-1-6- نمونه بهینه پیشنهادی تاگوچی برای استحکام فشاری. 71

4-8-2 بررسی نتایج سختی. 72

4-8-2-1- تاثیر درصد گرافن بر سختی. 72

4-8-2-2- تاثیر زمان آسیاب کاری بر سختی. 72

4-8-2-3- تاثیر فشار پرس بر سختی. 73

4-8-2-4- تاثیر دمای زینتر بر سختی. 74

4-8-2-5- میزان تاثیر پارامتر های چهار گانه بر سختی. 74

4-8-2-6- نمونه بهینه پیشنهادی تاگوچی برای سختی. 75

4-8-3- بررسی نتایج چگالی. 75

4-8-3-1- تاثیر درصد گرافن بر چگالی. 75

4-8-3-2- تاثیر زمان آسیاب کاری بر چگالی. 76

4-8-3-3- تاثیر فشار پرس بر چگالی. 76

4-8-3-4- تاثیر دمای زینتر بر چگالی. 77

4-8-3-5- میزان تاثیر پارامتر های چهار گانه بر چگالی. 77

4-8-3-6- نمونه بهینه پیشنهادی تاگوچی برای چگالی. 78

فصل پنجم : نتیجه گیری

5-1- نتیجه گیری. 80

5-2- پیشنهادها 82

فهرست منابع

منابع. 84

فهرست اشکال

عنوان                                                                                                      صفحه

شکل(2-1) : تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) از ذره پودر مس الکترولیتی، 2800X. 8

شکل(2-2) : تصویر میکروسکوپی از ذرات مس احیا شده، 525X . 9

شکل (2-3) : تصویر میکروسکوپی از ذرات پودر مس اتمیزه شده، 450X. 9

شکل (2-4) : طول پیوند کربن ـ کربن در گرافن. 11

شكل (2-5) : حالات مختلف كربن : فلورین ها ، نانو لوله های كربنی و گرافیت.. 12

شكل(2-6) : شکافتن نانو لوله‌های کربنی برای تولید نانو نوارهای گرافنی. 16

شکل (2-7) : (الف) تصویر گرافن واقعی(ب) تصویر گرافن ایده آل. 18

شکل(2-8) : تولید گرافن به روش لایه برداری میکرومکانیکی. 18

شكل(2-9) : اولین تصویر میکروسکوپ نوری منتشر شده از گرافن تهیه شده به روش پوسته پوسته کردن میکرومکانیکی  19

شکل (2-10) : (a) مراحل تهیه GO از گرافیت طی فرآیند اکسایش و سپس کاهش. (b) مراحل تهیه گرافن به روش رسوب سازی با بخار (П) و سولووترمال(Ш) 21

شكل (2-11) : آسیاب گلوله ای سیاره ای. 24

شكل (2-12) : آسیاب گلوله ای ارتعاشی. 25

شكل (2-13) : آسیاب گلوله ای غلتشی. 25

شكل (2-14) : آسیاب گلوله ای شافتی. 26

شكل (2-15) : آسیاب گلوله ای مغناطیسی. 27

شكل (2-16) : طرح ساده ای از ذرات پودر حین برخورد گلوله ها. 30

شکل (2- 17) : (a) تصویر میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) از صفحات گرافن که تا خوردن آن صفحات را نشان می دهد.قسمت مشخص شده روی تصویر طرح تفرق سلول شش وجهی یا هگزاگونال گرافن می باشد. (b) آنالیز رامان (Raman) برای صفحات گرافن رسوب یافته برروی قرص های سیلیکونی در پودر بدون استفاده از حلال  35

شکل (2-18) : (a) تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) از سطح شکست نانوکامپوزیت اپوکسی-گرافن با 3/0 درصد وزنی نانو نوارهای گرافن که نشان دهنده آگلومره شدن و خوشه ای شدن نانو نوارهای گرافن احاطه شده با زمینه می باشد. (b) نمودار استحکام کششی نانوکامپوزیت اپوکسی-گرافن. 37

شکل(3-1) : تصویر آسیاب گلوله ای سایشی. 41

عنوان                                                                                                         صفحه

شکل(3-2) : تصویر قالب، المنت و ترمومتر. 42

شکل (4-1) : تصویر مخلوط پودر Cu-0/5wt% Graphene با بزرگنمایی X500 (الف) : پس از 10 ساعت آسیاب کاری (ب) : پس از 15 ساعت آسیاب کاری (ج) : پس از 20 ساعت آسیاب کاری. 50

شکل (4-2) : تصویر مخلوط پودر Cu-0/5wt% Graphene با بزرگنمایی X2000 (الف) : پس از 10 ساعت آسیاب کاری (ب) : پس از 15 ساعت آسیاب کاری (ج) : پس از 20 ساعت آسیاب کاری. 55

شکل (4-3) : سطح شکست نمونه های (الف) :4N و (ب) : 6N با ترکیب Cu-0/5wt% Graphene با 10 و 20 ساعت آسیاب کاری و (ج) : 7N با ترکیب Cu-1wt% Graphene با 10 ساعت آسیاب کاری. 71

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست جداول

عنوان                                                                                                    صفحه

جدول(2-1) : برخی از مشخصات مس.. 7

جدول(2- 2) : خلاصه ای از روش های سنتز گرافن. 17

جدول (2-3) : سختی نمونه ها بر حسب ویکرز در حالت های پرس گرم و اکسترود شده 34

جدول(3-1) : پارامترهای موجود در تولید نانو کامپوزیت مس-گرافن. 40

جدول(3-2) : مشخصات تولید نانو کامپوزیت مس-گرافن. 40

جدول (4-1) : اندازه دانه و میکرو کرنش نمونه های Cu-0/5wt% Graphene در زمان های15،10و20ساعت آسیاب کاری. 59

جدول (4-2) : چگالی و درصد تخلخل نمونه ها قبل از زینتر. 61

جدول (4-3) : چگالی و درصد تخلخل نمونه ها بعد از زینتر. 58

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست نمودارها

عنوان                                                                                                       صفحه

نمودار (2-1) : (a) مجموع انتشارات جهانی مرتبط با تحقیقات گرافن.(b) مجموع ارجاعات به انتشارات مرتبط با گرافن؛ بر مبنای بانک های اطلاعاتی CAS و .WOS © میزان سرمایه گذاری بنیاد ملی علوم آمریکا در زمینه تحقیقات گرافنی  13

نمودار (2-2) : تغییرات ضخامت متوسط لایه های نیكل و نیوبیوم در طی آلیاژسازی مكانیكی مخلوط پودرهای  31

نیكل و نیوبیوم باتركیب .Ni60Nb40. 31

نمودار (2-3) : روند كاهش اندازه دانه های نیكل در حین آلیاژسازی مكانیكی. 32

نمودار (2-4) : نمودار تفرق اشعه X نمونه های آلومینیوم خالص، آلومینیوم-گرافن و آلومینیوم-نانولوله های كربنی. 34

نمودار (2-5) : (a) استحکام کششی نمونه ها و (b) کرنش شکست نمونه ها. 34

نمودار (2-6) : تاثیر تعداد لایه های گرافن برروی هدایت حرارتی نانوکامپوزیت های مس-گرافن و نیکل گرافن  36

نمودار (4-1) : نمودار تفرق اشعه X نمونه های Cu-0/5wt% Graphene در زمان های10 ، 15 و 20 ساعت       آسیاب کاری. 53

نمودار(4-2) : منحنی Cos برحسب Sin نمونه Cu-0/5wt% Graphene پس از 10 ساعت آسیاب کاری  54

نمودار (4-3) : افزایش اندازه دانه پودر نانو کامپوزیت مس-گرافن با افزایش زمان آسیاب کاری. 56

نمودار (4-4) : افزایش کرنش شبکه پودر نانو کامپوزیت مس-گرافن با افزایش زمان آسیاب کاری. 56

نمودار (4-5) : آنالیز رامان (Raman) برای ردیابی صفحات گرافن در نانو کامپوزیت                   Cu-1wt% Graphene 57

نمودار (4-6) : مقایسه چگالی عملی نمونه ها (الف) : قبل از زینتر (ب) : بعد از زینتر. 58

نمودار (4-7) : افزایش درصد تخلخل با افزایش دما (الف) فشار 400 مگاپاسکال (ب) فشار 500 مگاپاسکال (ج) فشار 600 مگاپاسکال. 63

نمودار (4-8) : نتایج بدست آمده از سختی قبل از زینتر. 61

نمودار (4-9) : مقایسه نتایج سختی قبل از زینتر. 61

نمودار (4-10) : نتایج بدست آمده از سختی بعد از زینتر. 62

عنوان                                                                                                         صفحه

نمودار (4-11) : مقایسه نتایج سختی بعد از زینتر. 62

نمودار (4-12) : منحنی تنش – کرنش نمونه 1N با Cu-0/2wt% Graphene و 10N (خالص) با 10 ساعت آسیاب کاری و نمونه 11N (خالص میکرو). 67

نمودار (4-13) : منحنی تنش – کرنش نمونه ها با Cu-0/2wt% Graphene 68

نمودار (4-14) : منحنی تنش – کرنش نمونه ها با Cu-0/5wt% Graphene 65

نمودار (4-15) : منحنی تنش – کرنش نمونه ها با Cu1wt% Graphene 66

نمودار (4-16) : تاثیر درصد گرافن بر استحکام فشاری. 68

نمودار (4-17) : تاثیر زمان آسیاب کاری بر استحکام فشاری. 69

نمودار (4-18) : تاثیر فشار پرس بر استحکام فشاری. 74

نمودار (4-19) : تاثیر دمای زینتر بر استحکام فشاری. 74

نمودار (4-20) : میزان تاثیر پارامتر های چهار گانه بر استحکام فشاری. 75

نمودار (4-21) : تاثیر درصد گرافن بر سختی. 72

نمودار (4-22) : تاثیر زمان آسیاب کاری بر سختی. 73

نمودار (4-23) : تاثیر فشار پرس بر سختی. 77

نمودار (4-24) : تاثیر دمای زینتر بر سختی. 78

نمودار (4-25) : میزان تاثیر پارامتر های چهار گانه بر سختی. 74

نمودار (4-26) : تاثیر درصد گرافن بر چگالی. 79

نمودار (4-27) : تاثیر زمان آسیاب کاری بر چگالی. 76

نمودار (4-28) : تاثیر فشار پرس بر چگالی. 76

نمودار (4-29) : تاثیر دمای زینتر بر چگالی. 77

نمودار (4-30) : میزان تاثیر پارامتر های چهار گانه بر چگالی. 81

 

 

 

چکیده :

گرافن یکی از مواد کریستالی دو بعدی است که در سال های اخیر شناسایی و تحلیل شده است. این ماده جدید ویژگی های منحصر به فرد زیادی دارد از جمله استحکام، هدایت حرارتی و الکتریکی بسیار بالا می باشد. از گرافن بعنوان ماده ای برای افزایش استحكام، سختی، هدایت الكتریكی و نیز هدایت حرارتی در نانو كامپوزیت های مس استفاده می شود. در این پژوهش از گرافن بعنوان فاز تقویت کننده در نانو کامپوزیت مس/گرافن جهت بهبود خواص مکانیکی استفاده شده است.

در این پروژه برای تهیه نانو کامپوزیت مس/گرافن از روش آلیاژسازی مكانیكی استفاده شده است که متغییرهای موجود در این پروژه شامل درصد گرافن، زمان آسیاب كاری، دمای زینتر و فشار پرس می باشد كه برای جلوگیری از انجام آزمون‏های تکراری از طراحی آزمون به روش تاگوچی استفاده شد تا تعداد آزمون‏های لازم برای رسیدن به جواب بهینه مشخص گردد. برای ساخت نمونه های مناسب از پودر، از روش فشرده سازی گرم تا دمای دمای ℃ 500 استفاده شده است و بعد از آن نمونه ها در کوره زینتر شدند. نتایج آزمایش ها حاکی از افزایش استحکام و سختی با افزایش درصد گرافن تا میزان 5/0 درصد وزنی می باشد و بیشترین مقدار سختی و استحکام فشاری برای نمونه حاوی 5/0 درصد وزنی گرافن، 15 ساعت آسیاب کاری، فشار Mpa600 و دمای ℃ 700 می باشد.

واژه های کلیدی : نانوکامپوزیت مس/گرافن- آلیاژسازی مکانیکی- استحکام فشاری.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فصل اول

کلیات پژوهش

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1-1- مقدمه :

كربن در طبیعت ساختارهای مختلفی دارد؛ الماس و گرافیت از ساختار های معروف آن هستند، در الماس هر اتم كربن با چهار اتم دیگر پیوند برقرار كرده است و این ماده بعنوان سخت ترین ماده جهان شناخته شده است. در گرافیت اتم های كربن در لایه های مجزایی با هم پیوند برقرار كرده­­اند. این لایه های روی هم قرار گرفته و با پیوند ضعیفی به هم متصل شده ­اند كه هر كدام از لایه­ های موجود درگرافیت را گرافن[1] می­نامند.[1]

در گرافیت (یکی از آلوتروپ های کربن)، هر کدام از اتم‌های چهارظرفیتی کربن، با سه پیوند کووالانسی به سه اتم کربن دیگر متصل شده‌اند و یک شبکه گسترده را تشکیل داده‌اند. این لایه خود بر روی لایه‌ای کاملاً مشابه قرار گرفته‌است و به این ترتیب، چهارمین الکترون ظرفیت نیز یک پیوند شیمیایی داده‌ است، اما پیوند این الکترون چهارم، از نوع پیوند واندروالسی است که پیوندی ضعیف است. به همین دلیل لایه‌های گرافیت به راحتی بر روی هم بلغزند و می‌توانند در نوک مداد سیاه به کار بروند. گرافن ماده‌ای است که در آن تنها یکی از این لایه‌های گرافیت وجود دارد و به عبارتی چهارمین الکترون پیوندی کربن، به عنوان الکترون آزاد باقی مانده ‌است.[2]

گرافن یکی از مواد کریستالی دو بعدی است که در سال های اخیر شناسایی و تحلیل شده است. صفحه­ای ورقه­ای شکل به ضخامت یك اتم کربن را گرافن تک لایه می­نامند. این ماده جدید ویژگی­های منحصر به فرد زیادی دارد که این امر باعث می شود آن را برای مطالعات اساسی و کاربردهای آینده به ماده­ای جالب مبدل سازد. [3]

گرافن به دلیل ساختار خود، در زمینه های زیادی ویژگی های بسیار منحصر به فردی را نشان می­دهد. ثابت شده است که گرافن قوی ترین ماده­ای می­باشد که تا کنون اندازه گیری شده است. از گرافن بعنوان ماده­ای برای افزایش استحكام ، هدایت الكتریكی و نیز هدایت حرارتی در نانو كامپوزیت های مس استفاده می­شود. در تحقیقاتی كه بر روی نانو كامپوزیت مس-گرافن انجام شده است نشان می­دهد كه گرافن باعث افزایش هدایت حرارتی مس شده است.[4]

كامپوزیت های پایه مس تقویت شده با گرافن به سبب هدایت الكتریكی و گرمایی مناسب و استحكام در دمای بالا، ماده مناسب برای كنتاكت های الكتریكی می­باشد.

روش متداول تهیه این كامپوزیت ها، آلیاژسازی مكانیكی[2] می باشد، روش آلیاژسازی مكانیكی به دلیل سادگی، تجهیزات به نسبت ارزان و قابلیت حجم تولید بالا مورد توجه خاص است. آلیاژسازی مکانیکی یک فرآیند پودری است که اجازه تولید مواد همگن را به ما می­دهد، آلیاژسازی مکانیکی بطور معمول روش آسیاب گلوله ای با انرژی بالا است به این صورت است که در ابتدا ذرات فاز زمینه و فاز تقویت کننده با هم مخلوط می­شوند و سپس به مدت زمان زیادی تا وقتیکه به حالت نیمه پایدار برسد آسیاب می­گردند بعد از اینكه آسیاب شدند مخلوط حاصله متراکم می­گردد و سپس تحت عملیات حرارتی قرار می گیرد تا به ریز ساختار و خواص مورد نظر برسد. در این روش سایز پودرهای مورد استفاده اندازه بحرانی ندارند تنها باید از اندازه گلوله های آسیاب (که معمولا فولادی هستند) کوچکتر باشند. پودرهای استفاده شده می توانند فلزات خالص، آلیاژهای و فازهای دیرگداز باشند.

انتظار می رود در این پژوهش با افزودن گرافن به مس، این كار منجر به افزایش خواص مكانیكی از جمله استحكام و سختی مس گشته و نیز باعث كاهش وزن و افزایش استحکام ویژه این نانو كامپوزیت گردد. با توجه به منابع موجود در زمینه نانو کامپوزیت های زمینه فلزی تقویت شده با گرافن، در این پژوهش پس از تولید به روش آلیاژسازی مکانیکی به بررسی اثر افزایش درصد فاز تقویت کننده گرافن برروی خواص مکانیکی و به خصوص استحکام فشاری آن پرداخته شده است.

مجموعه پیش رو از چهار فصل تشکیل شده است؛ در فصل اول ابتدا به مقدمه پرداخته شده و در فصل دوم، روش ها، مواد و فرآیندهای بکار گرفته شده توسط سایر افراد، مرور و خلاصه ای از منابع مطالعاتی مرتبط با موضوع، عنوان شده است. در فصل سوم، به پژوهش فعلی پرداخته شده است. فصل چهارم نیز به ارائه نتایج حاصل و تحلیل آنها اختصاص داده شده است. در پایان باتوجه به نقاط ضعف و قوت پروژه، پیشنهاداتی برای ادامه یا اصلاح کار و برداشتن گام­های موثر بعدی در تولید نانوکامپوزیت های زمینه مسی تقویت شده با گرافن ارائه شده است.

 

 

اثر کم آبیاری و دوره بحرانی تاج خروس بر رشد و عملکرد آفتابگردان

 

به کوشش

زهرا کیامرثی

 

به منظور بررسی اثر کم آبیاری و دوره بحرانی تاج خروس بر رشد و عملکرد آفتابگردان، آزمایشی مزرعه ای در سال های زراعی 89-1388 و 90-1389 در ایستگاه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه شیراز به صورت کرت های خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار انجام شد. فاکتور اصلی شامل آبیاری به عنوان عامل اصلی(آبیاری نرمال، آبیاری در 75 درصد ظرفیت مزرعه و آبیاری در 50 درصد ظرفیت مزرعه) و علف هرز در دو سطح با و بدون تاج خروس هر کدام در 5 مرحله رشدآفتابگردان (8 برگی، 12 برگی، ظهور طبق، گلدهی و رسیدگی) به عنوان عامل فرعی انتخاب شدند. نتایج نشان داد که کم آبیاری درصد روغن، عملکرد دانه و اجزاء عملکرد دانه آفتابگردان (تعداد دانه در طبق و وزن هزار دانه) در هر دو سال را کاهش داد. میزان کاهش عملکرد در سال اول از 100 به 75 و به 50 درصد ظرفیت مزرعه، به ترتیب 41/12 و 47/24 درصد و در سال دوم به ترتیب 8 و 5/12 درصد بود.حضور علف هرز در تمام فصل رشد، عملکرد دانه آفتابگردان را در سال اول و دوم به ترتیب به میزان44 و 36 درصد کاهش داد. با افزایش طول دوره تداخل تاج خروس، عملکرد دانه و اجزای عملکرد کاهش یافت و این کاهش از مرحله 12برگی به مرحله ظهور طبق معنی دار بود. طول دوره بحرانی کنترل تاج خروس، با پذیرش افت 5 درصدی عملکرد دانه در تیمار آبیاری نرمال، در سال اول 35 تا 86 و در سال دوم 49 تا 94 روز بعد از کشت بود و با کاهش میزان آب مصرفی تا 75 درصد ظرفیت مزرعه طول دوره بحرانی علف هرز به ترتیب 34 تا 100 روز در سال اول و 50 تا 101 روز بعد از کشت در سال دوم و در 50 درصد ظرفیت، در سال اول 32 تا 105 روز بعد از کشت و در سال دوم 44 تا 98 روز بعد از کشت افزایش یافت. به عبارت دیگر، کم آبیاری طول دوره بحرانی کنترل تاج خروس را افزایش داد.

فهرست مطالب

 

 

.عنوان…………………………………………………………………..شماره صفحه

 

فصل اول:مقدمه 1

1-1- اهمیت آفتابگردان 2

2-1-گیاه شناسی آفتابگردان 4

3-1-سازگاری محیطی 5

4-1-اهمیت کم آبیاری و تاثیر آن بر خصوصیات رشد و نمو گیاه 6

5-1-اهمیت علف هرز 9

6-1-علف هرز تاج خروس 10

7-1-دوره بحرانی کنترل علف هرز 11

8-1-اهداف پژوهش 13

فصل دوم: مروری بر پژوهش های گذشته 15

1-2- اثر کم آبیاری بر عملکرد دانه و اجزای عملکرد آن 15

2-2-تاثیر تنش خشکی بر درصد و عملکرد روغن دانه 17

3-2-تاثیر تنش خشکی برخصوصیات فیزیولوژیکی گیاه 18

4-2- اثر رقابت علف های هرز بر رشد و عملکرد گیاه 19

5-2-اثر دوره بحرانی کنترل علف هرز بر رشد و عملکرد گیاه 21

فصل سوم: مواد و روش ها 25

1-3-مشخصه های محل آزمایش 25

عنوان…………………………………………………………………..شماره صفحه

 

4-3- اعمال تیمار کم آبیاری 32

5-3- پارامترهای اندازه گیری شده 33

5-5-3-اجزای عملکرد دانه 35

6-5-3-درصد و عملکرد روغن دانه آفتابگردان 35

6-3- پارامتر های علف هرز 36

7-3- تجزیه و تحلیل آماری داده ها 37

فصل چهارم: نتایج و بحث 39

1-4- آفتابگردان 44

1-1-4- ارتفاع نهایی بوته 44

2-1-4- خمیدگی ساقه 48

3-1-4- قطر میانی ساقه 51

4-1-4- قطر طبق 55

5-1-4- تعداد دانه در طبق 60

6-1-4-وزن هزار دانه 65

7-1-4- وزن خشک ساقه 71

7-1-4- وزن خشک طبق 74

9-1-4- عملکرد دانه 77

10-1-4- عملكرد بیولوژیك 85

11-1-4- شاخص برداشت 89

عنوان…………………………………………………………………..شماره صفحه

 

 

12-1-4- درصد روغن 92

13-1-4 عملکرد روغن 97

14-1-4- وزن بذر 101

15-1-4- وزن پوسته 104

2-4- تاج خروس 108

2-2-4- شاخص سطح برگ 111

3-3-4- وزن خشک تاج خروس 113

3-4-تعیین دوره بحرانی کنترل تاج خروس 116

1-3-4-دوره بحرانی تداخل تاج خروس 116

2-3-4-دوره بحرانی عاری از تاج خروس 117

4-4-نتیجه گیری کلی 126

5-4-پیشنهادات 127

منابع 128

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست شکل‌ها

 

 

شکل و شماره………………………………………………………………….صفحه

 

شکل1-3 – مقدار کل بارندگی در سال های انجام آزمایش(آمار ایستگاه هوا شناسی. 26

شکل 1-4- اثر سطوح کم آبیاری بر ارتفاع نهایی بوته آفتابگردان  46

شکل2-4-اثر سطوح علف هرز بر ارتفاع بوته آفتابگردان  47

شکل 3-4- اثر سطوح کم آبیاری بر خمیدگی ساقه آفتابگردان  49

شکل4-4- اثر علف هرز بر خمیدگی ساقه آفتابگردان. 50

شکل 5-4- اثر سطوح کم آبیاری بر قطر میانی ساقه آفتابگردان  53

شکل6-4- اثر سطوح مختلف علف هرز قطر میانی ساقه آفتابگردان  54

شکل8-4- اثر سطوح مختلف کم آبیاری بر قطر طبق آفتابگردان  57

شکل8-4- اثر سطوح مختلف علف هرز برقطر طبق در آفتابگردان  58

شکل10-4- اثر سطوح مختلف کم آبیاری بر تعداد دانه در طبق آفتابگردان  63

شکل10-4- اثر سطوح مختلف علف هرز بر تعداد دانه در طبق آفتابگردان  64

شکل11-4- اثر سطوح مختلف کم آبیاری بر وزن هزار دانه در آفتابگردان  68

شکل 12-4- اثر سطوح مختلف علف هرز بر وزن هزار دانه در آفتابگردان  69

شکل13-4- اثر سطوح مختلف کم آبیاری بر وخشک ساقه در آفتابگردان  72

شکل14-4- اثر سطوح مختلف کم آبیاری بر وزن خشک ساقه در آفتابگردان  73

شکل 15-4- اثر سطوح مختلف کم آبیاری بر وزن خشک طبق در آفتابگردان  75

شکل 16-4- اثر سطوح علف هرز بر وزن خشک طبق در آفتابگردان  76

شکل 17-4- اثر سطوح مختلف کم آبیاری بر عملکرد دانه در آفتابگردان  83

شکل18-4-اثر سطوح مختلف علف هرز بر عملکرد دانه در آفتابگردان  84

شکل 19-4- اثر سطوح مختلف کم آبیاری بر عملکرد بیولوژیک در آفتابگردان. 87

شکل و شماره………………………………………………………………….صفحه

 

شکل20-4- اثر سطوح علف هرز بر عملکرد بیولوژیک در آفتابگردان  88

شکل21-4- تاثیر سطوح مختلف کم آبیاری بر شاخص برداشت در آفتابگردان  90

شکل 22-4- اثر سطوح علف هرز برشاخص برداشت در آفتابگردان  91

شکل 23-4- اثر سطوح مختلف کم آبیاری بر درصد روغن دانه در آفتابگردان  95

شکل 46-4- اثر سطوح مختلف علف هرز بر درصد روغن دانه در آفتابگردان  96

شکل 25-4-اثر سطوح مختلف کم آبیاری بر عملکرد روغن در آفتابگردان  99

شکل 26-4- اثر سطوح مختلف علف هرز بر عملکرد روغن در آفتابگردان  100

شکل 27-4- اثر سطوح مختلف کم آبیاری بر وزن وزن بذر در آفتابگردان  102

شکل28-4- اثر سطوح مختلف علف هرز بر وزن بذر در آفتابگردان  103

شکل 29-4- اثر سطوح مختلف کم آبیاری بر وزن پوسته در آفتابگردان  105

شکل 30-4- اثر سطوح علف هرز بر وزن پوسته در آفتابگردان  106

1-2-4- ارتفاع تاج خروس. 108

شکل31-4- تاثیر سطوح مختلف کم آبیاری بر ارتفاع تاج خروس  109

شکل32-4- تاثیر سطوح مختلف رقابت بر ارتفاع تاج خروس  109

شکل33-4- تاثیر طول دوره تداخل، بر ارتفاع تاج خروس  110

شکل34-4- تاثیر سطوح مختلف کم آبیاری بر شاخص سطح برگ تاج خروس  111

شکل35-4- تاثیر سطوح مختلف تداخل بر شاخص سطح برگ تاج خروس  112

شکل36-4- تاثیر طول دوره تداخل، بر شاخص سطح برگ تاج خروس  112

شکل37-4 تاثیر سطوح مختلف کم آبیاری بر وزن خشک تاج خروس  114

کل38-4 تاثیر سطوح مختلف رقابت بر وزن خشک تاج خروس  115

شکل39-4- تاثیر طول دوره تداخل، بر وزن خشک تاج خروس  115

شکل 40-4- تاثیر تداخل تاج خروس بر عملکرد نسبی دانه آفتابگردان در آبیاری نرمال در سال اول. 120

شکل و شماره………………………………………………………………….صفحه

 

شکل 41-4-تاثیر تداخل تاج خروس بر عملکرد نسبی دانه آفتابگردان در آبیاری 75 درصد ظرفیت مزرعه در سال اول. 121

شکل 42-4-تاثیر تداخل تاج خروس بر عملکرد نسبی دانه آفتابگردان در آبیاری50 درصد ظرفیت مزرعه در سال اول. 122

شکل 43-4- تاثیر تداخل تاج خروس بر عملکرد نسبی دانه آفتابگردان در آبیاری نرمال درصد ظرفیت مزرعه در سال دوم. 123

شکل 44-4- تاثیر تداخل تاج خروس بر عملکرد نسبی دانه آفتابگردان در آبیاری 75 درصد ظرفیت مزرعه در سال دوم. 124

شکل 45-4- تاثیر تداخل تاج خروس بر عملکرد نسبی دانه آفتابگردان در آبیاری 50 درصد ظرفیت مزرعه در سال دوم. 125

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست جدول‌ها

 

 

جدول و شماره………………………………………………………………..صفحه

 

جدول1-3-برخی ویژگی های کمی و کیفی خاک محل آزمایش. 26

جدول 1-4 نتایج تجزیه‌ی واریانس اثر کم آبیاری و علف هرز بر برخی صفات اندازه گیری شده در سال اول. 40

جدول 2-4- ادامه جدول قبل. 41

جدول 3-4 نتایج تجزیه‌ی واریانس اثر کم آبیاری و علف هرز بر برخی صفات اندازه گیری شده در سال دوم. 42

جدول 4-4- ادمه جدول قبل. 43

جدول 5-4- برهمکنش کم آبیاری و سطوح مختلف علف هرز بر قطر طبق در سال دوم (میانگین دو سال). 59

جدول 6-4- برهمکنش کم آبیاری و سطوح مختلف علف هرز بر وزن هزار دانه در سال دوم. 70

جدول 7-4- برهمکنش کم آبیاری و سطوح مختلف علف هرز بر وزن پوسته در سال اول. 107

جدول9-4-دوره بحرانی کنترل تاج خروس در آفتابگردان بر اساس کاهش 5، 10،15 و 20 درصدعملکرد قابل قبول در سه سطح کم آبیاری در سال 1389. 118

جدول10-4-دوره بحرانی کنترل تاج خروس در آفتابگردان بر اساس کاهش 5، 10،15 و 20 درصدعملکرد قابل قبول در سه سطح کم آبیاری در سال 1390. 119

 

 

 

 

فصل اول

 

 
 

 
 

 
 
 
 

مقدمه
 

 

1-1- اهمیت آفتابگردان
 

منظور از گیاهان صنعتی گیاهانی است که محصولات آنها به صورت گسترده پس از فرآیندسازی صنعتی مورد استفاده بشر قرار می گیرد. این گیاهان را به صورت سنتی در گروه روغنی، لیفی، قندی، نشاسته ای و تخدیری قرار داده اند(خواجه پور، 1383). روغن بدست آمده از گیاهان دانه روغنی برای ساختن صابون، مواد پاک کننده، پلاستیک ها، روغن های خوراکی، مارگارین و غیره به کار می رود. دانه های روغنی بخش مهمی از تولیدات کشاورزی جهان را تشکیل می دهند(Weiss, 1983).

آفتابگردان(Helianthus annuus L.) یکی از دانه های روغنی بوده که امروزه در سطح دنیا از اهمیت خاصی برخوردار است (Arshi, 1992). دانه آفتابگردان 15 تا 25 درصد پروتئین دارد. میزان درصد روغن در ارقام روغنی غالبا 40 تا50 درصد است، (خواجه پور، 1383). روغن آفتابگردان به دلیل رنگ روشن، فقدان بو، طعم مطلوب، درجه دودی شدن بالا و کیفیت غذایی مطلوب بسیار ارزشمند است. روغن آفتابگردان توکوفرول های بیشتری نسبت به سایر روغن ها دارد. توکوفرول ها در تشکیل ویتامین E نقش دارند (ناگاراج، 1378).

پروتئین دانه آفتابگردان از لحاظ اسید آمینه لایسین فقیر است، ولی از لحاظ اسید آمینه متیونین بهتر از سویا می باشد(خواجه پور، 1383). در سال های اخیر، تقاضا برای محصولات کشاورزی با کیفیت خاص رو به افزایش است. روغن آفتابگردان به دلیل دارا بودن ترکیبات اسیدهای چرب مناسب برای مصرف انسـان، یکی از مهم ترین گـیاهان دانه روغنی در جهان می باشد(Jalalian, 2010).

آفتابگردان به عنوان یکی از مهم ترین دانه های روغنی در جهان به عنوان پنجمین منبع تولید روغن خوراکی بعد از سوی(Glycine max (L.) Merrill.) ، کلزا (Bassica napus L.) ، پنبه(Gossypium hirsutum L.) و بادام زمینی(Arachis Hypogaea) به حساب می آید (FAO,2005). آفتابگردان به عنوان یک دانه روغنی اصلی، در سطح وسیعی در جهان کشت می شود(Flagella، 2002). بر اساس گزارش فائو، سطح زیر کشت آفتابگردان در جهان 23113785 هکتار، با مقدار تولید دانه 668253 تن ، میانگین عملکرد دانه 7/1331 کیلوگرم بر هکتار گزارش شده است(FAO,2010). کشورهای آرژانتین، روسیه، فرانسه و چین مهم ترین تولیدکنندگان آفتابگردان در جهان به شمار می آیند.

از زمان ورود آفتابگردان به ایران اطلاعات دقیقی در دسترس نیست. کاشت انواع آجیلی بومی شده این محصول در اطراف صیفی کاری ها از اواخر دوره قاجاریه حدود سال های 1295 تا 1300 در آذربایجان رایج بود. در ایران سطح زیر کشت این گیاه زراعی، 67000 هکتار با مقدار تولید دانه 1005 تن ، میانگین عملکرد دانه 3/740 کیلوگرم در هکتار گزارش شده است (FAO,2010). استان های اردبیل، آذربایجان شرقی، آذربایجان غربی و فارس مهم ترین تولید کنندگان آفتابگردان آبی و استان های مازندران و گلستان مهم ترین تولیدکنندگان آفتابگردان دیم در کشور می باشند. پتانسیل عملکرد دانه آفتابگردان به بیش از 6 تن در هکتار می رسد، که از آن حدود 3 تن روغن قابل استحصال می باشد. عملکردهای بالاتر از 5/2 تن در هکتار مطلوب است.

بر اساس آمار فائو (2009)، مناطق تولید کننده دانه آفتابگردان، اروپا(62 % تولید جهانی، عمدتا بوسیله اکراین ، روسیه و فرانسه)، آمریکا (19% ، عمدتا آرژانتین و ایالت متحدا آمریکا)، آسیا(15% ، عمدتا چین و هند) می باشند. خاستگاه آفتابگردان منطقه غرب آمریکای شمالی، بین شمال مکزیک و نبراسکا می باشد. این گیاه نشان ایالت کانزاس در ایالات متحده محسوب می شود.

 

 

2-1-گیاه شناسی آفتابگردان
 

آفتابگردان گیاهی است دیپلوئید(2n=34)، یکساله، از تیره مرکبه(Compositae) که به صورت بوته ای استوار و بلند قامت رشد می کند. طول دوره رشد آفتابگردان بسته شرایط محیطی و رقم ، بین 80 تا 150 روز متغیر می باشد. از تفاوت های اصلی بین انواع زراعی و اصلاح شده آفتابگردان با انواع وحشی آن وجود طبق های بزرگتر و عدم وجود یا وجود تعداد کمتری شاخه جانبی در انواع زراعی و اصلاح شده است. این تفاوت ها سبب بهبود توزیع مواد غذایی به نفع دانه شده و عملکرد دانه و شاخص برداشت را افزایش داده است(خواجه پور، 1383).

آفتابگردان سامانه ی ریشه ای محکم و اغلب سطحی دارد. نفوذ بالقوه ریشه اصلی در خاک حدود 3 متر است، ولی گاهی با متراکم شدن خاک به شدت کاهش می یابد. ساقه آفتابگردان تنومند، کم و بیش خشبی، مقطع آن گرد و قطر آن 3 تا 6 سانتی متر و گاهی به 10 سانتی متر نیز می رسد. رشد ساقه سریع و ارتفاع آن بر حسب ارقام متفاوت و بین 1 تا 3 متر و ارتفاع رقم های پابلند گاهی به 5 متر نیز می رسد. در آفتابگردان برگ ها به صورت معمول بزرگ، قلبی شکل، مضرس، کرک دار و زبر بوده که در قسمت پایین ساقه متقابل و در قسمت بالا متناوبند(رستگار، 1384). گل مرکب در آفتابگردان طبق نامیده می شود. این گل آذین کپه ای که در انتهای ساقه اصلی قرار دارد، دایره ای شکل و قطر و اندازه آن در ارقام، فصل ها و خاک های مختلف متفاوت است.لقاح، به دلیل اینکه پرچم ها زودتر بلوغ می یابند(protandrous) نوع دگرگشنی می باشد. در هر حال، درصد خودگشنی از 5 تا 95درصد متغیر است(خواجه پور، 1383).

میوه آفتابگردان از نوع فندقه است و شامل یک دانه حقیقی با پوسته نازک و فرابر ناشکوفا می باشد که در اینجا با دانه مترادف گرفته می شود. اندازه دانه، از محیط به سمت مرکز به تدریج نقصان می یابد. وزن هزار دانه غالبا بین 45 تا 100 گرم می باشد. قسمت اعظم روغن دانه آفتابگردان در لپه ها ذخیره شده است. حدود 78 درصد وزن لپه ها و 4/7 درصد وزن جنین را روغن تشکیل می دهد (خواجه پور، 1383).

 

 

3-1-سازگاری محیطی
 

آفتابگردان خاص مناطق معتدله است و تولید تجاری آن بیشتر در مناطق گرم معتدل صورت می گیرد؛ اما با اصلاح نژاد و انتخاب، رقم هایی تولید شده اند که با گستره وسیعی از شرایط محیطی سازگارند(وایز، 1375). طیف سازگاری آفتابگردان وسیع است و از عرض جغرافیایی حدود 40 درجه جنوبی تا 55 درجه شمالی و از ارتفاع صفر تا 2500 متر از سطح دریا(بسته به عرض جغرافیایی) کاشته می شود. آفتابگردان گیاهی است با گرایش گرمادوستی، اما دماهای پایین را بهتر از ذرت تحمل می کند و در میانگین دمای شبانه روزی 10 تا بیش از 32 درجه سانتی گراد رشد می کند. دمای مطلوب آن 25 تا 29 درجه سانتی گراد است. دمای پایه برای رشد آفتابگردان حدود 6 درجه سانتی گراد است. در دمای 9 تا 10 درجه سانتی گراد(در خاک) با سرعت قابل قبولی جوانه می زند. عملکرد آفتابگردان در خاک های به نسبت فقیر، رضایت بخش بوده و به همین دلیل در محدوده وسیعی از زمین های کشاورزی تولید می گردد (اسماعیلی و گلچین، 1383).

گیاه به خاک های اسیدی سازگاری خوبی ندارد و در محدوده پی اچ خنثی رشد بهتری دارد. آفتابگردان به ساختمان خاک حساس است، ولی به بافت خاک حساسیت زیادی ندارد. اما بافت های ریز با محدودیت تهویه که دچار آب ایستادگی می شوند و بافت های درشت که از لحاظ ظرفیت آبگیری و حاصلخیزی فقیر هستند و نیز خطر خوابیدگی محصول در آنها زیاد است، مطلوب به شمار نمی روند(خواجه پور، 1383).

آفتابگردان ریشه توسعه یافته ای دارد که گیاه را به خشکی مقاوم می سازد. در شرایط خشک ریشه های گیاه با نفوذ به لایه های زیرین همواره میزان قابل توجهی آب را جذب می کنند .(Angadi & Entz, 2002; Johnson et al., 2002)هاتندروف و همکاران(1988) گزارش کردند که توان رقابتی در استفاده از آب توسط آفتابگردان، از گیاهان ردیفی مانند ذرت( Zea mays L.)، سورگوم(Sorghum bicolor L.)، سویا(Glycine max L.)، ارزن Pennisetum americannum L.) ( و لوبیا (Phaseolus vulgaris L.) بیشتر است و این مهم به واسطه نفوذ بیشتر و توسعه ریشه این گیاه به اعماق خاک در مقایسه با گیاهان بالا بوده است (Hattendraf et al., 1988).

آفتابگردان از کلزا، سویا و ذرت به شوری مقاوم تر است. مقاومت آفتابگردان به شوری از گندم کمتر است و تقریبا مشابه سورگوم می باشد. به این طریق آفتابگردان در گروه گیاهان نسبتا مقاوم به شوری قرار می گیرد(خواجه پور، 1383). حساسیت آفتابگردان به پی اچ خاک زیاد نیست و در دامنه پی اچ 6 تا 8 رشد می کند.

 

 

 

شمعدانی­ از لحاظ اقتصادی یکی از پراهمیت­ترین گیاهان بسترساز و گلدانی در دنیا می­باشد. یکی از دشواری­های عمده در پرورش گیاه شمعدانی، کم­سبزینگی در برگ­های آن، در دوران رشد می­باشد که به مرور زمان افزایش می­یابد. عناصر آهن و روی می­توانند برای رفع این دشواری، نقش بزرگی ایفا ­کنند. این پژوهش به منظور بررسی اثر تغذیه­ای محلولپاشی برگساره­ای غلظت­های مختلف منابع کودی آهن و روی بر ویژگی­های فیزیو مورفولوژیکی گل شمعدانی در آزمایشی به صورت فاکتوریل و در قالب طرح به طور کامل تصادفی در 7 تیمار و 5 تکرار در گلخانه باغ گیاهشناسی ارم دانشگاه شیراز انجام شد. داده­ ها با نرم افزار SAS تجزیه و میانگین­ها با آزمون LSD در سطح 5% و 1% مقایسه شدند. در این پژوهش از دو رقم ‘Glacis’ با رنگ سفید و ‘Rosana’ با رنگ قرمز گل شمعدانی استفاده شد و با           انواع تیمارهای نانو و سولفات، عناصر آهن و روی در غلظت­های 1500، 2000 و 2500   میلی­گرم بر لیتر همراه با تیمار شاهد در دو سال محلولپاشی شدند. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که به غیر از ویژگی زمان گلدهی، اثر سال تاثیر معنی­داری را بر سایر ویژگی­ها نداشت. بنابراین میانگین داده­ های دو سال مورد استفاده تجزیه آماری قرار گرفت. نتایج نشان داد که تیمار کودی نانو آهن و نانو روی در غلظت 2500 میلی­گرم بر لیتر توانست بیشتر ویژگی­ها مانند وزن تر و خشک شاخساره و ریشه، طول و قطر ساقه گلدهنده، میزان سطح برگ، سبزینه، نورساخت، تعرق، و غلظت عناصر آهن و روی موجود در برگ را به طور معنی­داری افزایش دهد. تعداد گل، زمان گلدهی و میزان هدایت روزنه­ای اگرچه نسبت به تیمار شاهد افزایش نشان دادند، اما اختلاف معنی­داری بین تیمارها مشاهده نشد. در این پژوهش، همه ویژگی­های اندازه ­گیری شده از نظر آماری در رقم ‘Rosana’ بهتر از رقم ‘Glacis’ بود.
 

فهرست مطالب

 

 

صفحه                            عنوان

 

فصل اول: مقدمه

1-1- تاریخچه کشت و پرورش گل شمعدانی……………………………………………………. ………………..3

2-1- گیاهشناسی شمعدانی…………………………………………………………………………………………………..3

3-1- ریخت‌شناسی…………………………………………………………………………………………………………………5

1-3-1- ریشه 5

2-3-1- ساقه 5

3-3-1- برگ……………………………………………………………………………………………………………………….6

4-3-1- گل 6

4-1- نیازهای رشدی شمعدانی………………………………………………………………………………………………6

1-4-1- دما 6

2-4-1- نور 7

3-4-1- آبیاری……………………………………………………………………………………………………………………7

4-4-1- خاك 7

5-4-1- تغذیه 8

5-1- گلدهی…………………………………………………………………………………………………………………………..8

6-1- گیاه­افزایی………………………………………………………………………………………………………………………8

7-1- بیماری‌ها………………………………………………………………………………………………………………………..9

8-1- عارضه ­های فیزیولوژیك……………….………………………………9

9-1- نانو کودها……………………………………………………………………………………………………………………10

‫1-9-1- جایگاه و نقش نانوكودها در بهبود كارآیی مصرف عناصر غذایی 11

‫2-9-1- موارد کاربرد نانو کودها 12

10-1- اهمیت و اهداف پژوهش…………………………………………………………………………………………..13

فصل دوم: مروری بر پژوهش­های پیشین

1-2- تغذیه برگساره­ای………………………………………………………………………………………………………..17

2-2- تاریخچه تغذیه برگساره­ای………………………………………………………………………………………….18

3-2- وضعیت آهن در خاک و نقش آن در گیاهان…………………………………………………………….19

1-3-2- آهن خاک 19

2-3-2- نقش­های زیست شیمیایی آهن 20

3-3-2- نشانه­ های کمبود آهن 21

4-3-2- جذب و انتقال آهن از برگ 21

 

5-3-2- اثر آهن بر عملکرد و ویژگی­های رشدی گیاه 22

4-2- وضعیت روی در خاک و نقش آن در گیاهان…………………………………………………………….23

1-4-2- روی در خاک 23

2-4-2- تداخل روی با سایر عناصر و عوامل محیطی 24

3-4-2-نقش، جذب و انتقال روی در گیاه 25

4-4-2- نشانه­ های کمبود و سمیت 25

5-4-2- اثر روی بر عملکرد و ویژگی­های رشدی گیاه 26

 

فصل سوم: مواد و روش­ها

1-3- مکان آزمایش………………………………………………………………………………………………………………30

2-3- مواد گیاهی و کودی……………………………………………………………………………………………………30

3-3- محیط کشت……………………………………………………………………………………………………………….30

4-3- مراقبت‌های لازم پیش از کاربرد تیمارها در فصل رشد……………………………………………..31

5-3- تیمار‌ها و روش کار……………………………………………………………………………………………………..31

6-3- جمع‌آوری داده‌ها………………………………………………………………………………………………………..32

1-6-3- ویژگی‌های مورفولوژیکی 32

2-6-3- ویژگی‌های فیزیولوژیکی 33

7-3- اثر سال بر ویژگی­های گل شمعدانی………………………………………………………………………….36

8-3- طرح آزمایش و واکاوی داده‌ها……………………………………………………………………………………37

 

فصل چهارم: نتایج

‫1-4- وﻳﮋﮔﻲﻫﺎی ﻣﻮرﻓﻮﻟﻮژﻳﻚ………………………………………………………………………………………………39

1-1-4- وزن تر و خشک شاخساره 41

2-1-4- وزن تر و خشک ریشه 43

3-1-4- تعداد گل و زمان گلدهی 46

4-1-4- سطح برگ 48

5-1-4- طول و قطر ساقه گلدهنده 49

‫2-4- وﻳﮋﮔﻲﻫﺎی ﻓﻴﺰﻳﻮﻟﻮژﻳﻚ………………………………………………………………………………………………53

1-2-4- سبزینه 54

2-2-4- نورساخت، تعرق و هدایت روزنه­ای 55

3-2-4- غلظت آهن و روی 59

 

فصل پنجم: بحث

1-5- ویژگی­های مورفولوژیک……………………………………………………………………………………………..63

1-1-5- وزن تر و خشک شاخساره……. 63

2-1-5- وزن تر و خشک ریشه 64

3-1-5- تعداد گل و زمان گلدهی 65

4-1-5- طول و قطر ساقه گلدهنده 67

5-1-5- سطح برگ 68

2-5- ویژگی­های فیزیولوژیک………………………………………………………………………………………………70                                                                          

1-2-5- سبزینه 70

2-2-5- نورساخت، تعرق و هدایت روزنه­ای 72

3-2-5- غلظت عناصر آهن و روی 73

3-5- نتیجه­گیری…………………………………………………………………………………………………………………75

4-5- پیشنهادها…………………………………………………………………………………………………………………. 76

فهرست منابع

منابع……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….78

 

 

                                                           

 

 

 

 

 

فهرست جدول­ها

عنوان                                                                                  صفحه

 

جدول 1-3- ویژگی­های فیزیکی و شیمیایی خاک 36

جدول 1-4- نتایج حاصل از تجزیه واریانس در تجزیه مرکب برای ویژگی­های مورفولوژیک و فیزیولوژیک گل شمعدانی…………………. 40

جدول 2-4- مقایسه میانگین تاثیر تیمار بر برخی از ویژگی­های مورفولوژیک گل شمعدانی 41

جدول 3-4- مقایسه میانگین برهمکنش غلظت­های منابع کودی و رقم بر وزن خشک شاخساره و ریشه در شمعدانی….. 45

جدول4-4- مقایسه میانگین تاثیر تیمار بر تعداد گل، زمان گلدهی و سطح برگ گل شمعدانی 46

جدول5-4- مقایسه میانگین تاثیر تیمار بر طول و قطر ساقه گلدهنده گل شمعدانی 50

جدول 6-4- نتایج حاصل از تجزیه واریانس برای ویژگی­­های فیزیولوژیک گل شمعدانی 53

جدول7-4- مقایسه میانگین تاثیر تیمار بر نورساخت، تعرق و هدایت روزنه­ای گل شمعدانی 56

جدول8-4- مقایسه میانگین تاثیر تیمار بر غلظت آهن و روی در برگ گل شمعدانی 60

 

 

 

 

                 فهرست نمودارها

 

عنوان                                                                                                             صفحه

 

نمودار 1- 4- مقایسه میانگین تاثیر رقم بر میزان وزن تر و خشک شاخساره در گل‌های شمعدانی. 42

نمودار 2-4- مقایسه میانگین تاثیر رقم بر میزان وزن تر و خشک ریشه در گل‌های شمعدانی. 44

نمودار 3-4- مقایسه میانگین تاثیر رقم بر تعداد گل در گل‌های شمعدانی. 47

نمودار 4-4- مقایسه میانگین تاثیر رقم بر زمان گلدهی در گل‌های شمعدانی. 48

نمودار 5-4- مقایسه میانگین تاثیر رقم بر سطح برگ در گل‌های شمعدانی. 49

نمودار 6-4- مقایسه میانگین تاثیر رقم بر طول و قطر ساقه گلدهنده در گل‌های شمعدانی. 51

نمودار 7-4- مقایسه میانگین برهمکنش غلظت­های منابع کودی و رقم بر طول ساقه گلدهنده در شمعدانی …………………………………. 52

نمودار 8-4- مقایسه میانگین تاثیر غلظت منابع کودی بر میزان سبزینه در گل‌های شمعدانی. 54

نمودار 9-4- مقایسه میانگین تاثیر رقم بر میزان سبزینه در گل‌های شمعدانی. 55

نمودار 10-4- مقایسه میانگین تاثیر رقم بر میزان نورساخت در گل‌های شمعدانی. 57

نمودار 11-4- مقایسه میانگین تاثیر رقم بر میزان تعرق در گل‌های شمعدانی. 58

نمودار 12-4- مقایسه میانگین تاثیر رقم بر میزان هدایت روزنه­ای در گل‌های شمعدانی. 59

نمودار 13-4- مقایسه میانگین تاثیر رقم بر میزان غلظت آهن و روی در گل‌های شمعدانی. 61

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فصل اول

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1- مقدمه

 

 

با توجه به جهانی شدن باغبانی و اثرهای آن بر افزایش درآمدها در قسمت­های مختلف جهان، استفاده از گل­ها روز به روز افزایش می­یابد (Prasad, 2004).

‫ﻧﺎم ﮔﻞﻫﺎ در ادﺑﻴﺎت زﺑﺎن ﻓﺎرﺳﻲ، در ﻗﺎﻟﺐ ﺷﻌﺮ و ﻧﺜﺮ، ﺑﺴﻴﺎر ﻣﺸﺎﻫﺪه ﺷﺪه اﺳﺖ و ﭼﻨﻴﻦ ﺑﺮﻣﻲآﻳﺪ ﻛﻪ اﻳﺮاﻧﻴﺎن از ﻗﺪﻳﻢ ﺑﺎ ﺑﺴﻴﺎری از ﮔﻴﺎﻫﺎن ﻛﻪ اﻣﺮوزه در ﺑﺎﻏﭽﻪﻫﺎ کاشته می­شوند آﺷﻨﺎﻳﻲ ﻛﺎﻓﻲ داﺷﺘﻪاﻧﺪ و ﺑﺴﻴﺎری از اﻳﻦ ﮔﻴﺎﻫﺎن از زﻣﺎنﻫﺎی ﻛﻬﻦ در اﻳﻦ ﺳﺮزﻣﻴﻦ ﺷﻨﺎﺧﺘﻪ ﺷﺪه­اﻧﺪ. ﭼﻨﺎﻧﭽﻪ ﺣﻜﻴﻢ ﻓﺮدوﺳﻲ زﻣﺎﻧﻲ ﻛﻪ ﺳﻌﻲ دارد اﻳﺮاﻧﻴﺎن را ﺑﻪ وﻃﻦ ﭘﺮﺳﺘﻲ و ﻋﺸﻖ ﺑﻪ اﻳﻦ ﺳﺮزﻣﻴﻦ و اﻳﻦ آب و ﺧﺎك ﺑﺮاﻧﮕﻴﺰد، در ﺷﻌﺮﻫﺎی زﻳﺒﺎﻳﺶ از ﮔﻞﻫﺎ ﻳﺎد ﻣﻲﻛﻨﺪ. ﮔﻞﻫﺎ و ﮔﻴﺎﻫﺎنزﻳﻨﺘﻲ ﺑﺎ ﺗﻨﻮع و زﻳﺒﺎﻳﻲ ﻓﺮاوان ﺧﻮد در آراﻳﺶ و زﻳﺒﺎ ﺳﺎزی ﻣﺤﻴﻂ و ارﺿﺎی ﺣﺲ زﻳﺒﺎﺷﻨﺎﺳﻲ ﺑﺸﺮ ﻧﻘﺶ بزرگی دارند (ﻋﻴﺪﻳﺎن، 1387). اﻓﺰاﻳﺶ ﺗﻔﺎﻫﻢ و رواﺑﻂ ﺧﻮب ﺧﺎﻧﻮادﮔﻲ و اﺟﺘﻤﺎﻋﻲ ﺣﺎﺻﻞ از ﻫﺪﻳﻪ دادن ﮔﻞ، در ﺟﺎﻣﻌﻪ ﻣﺎﺷﻴﻨﻲ و آﭘﺎرﺗﻤﺎن ﻧﺸﻴنی اﻣﺮوزه اﻫﻤﻴﺖ ﺑﺴﻴﺎری دارد. ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ، ﺗﻮﻟﻴﺪ ﮔﻞﻫﺎ و ﮔﻴﺎﻫﺎن زﻳﻨﺘﻲ در ﺟﻬﺎن، اﻓﺰون ﺑﺮ ﺗﺎﻣﻴﻦ ﻧﻴﺎزﻫﺎی رواﻧﻲ، ﻫﻤﻪ ﺳﺎﻟﻪ ﺳﻮد زﻳﺎدی را ﻧﻴﺰ ﻧﺼﻴﺐ ﻛﺸﻮرﻫﺎی ﺗﻮﻟﻴﺪﻛﻨﻨﺪه ﻣﻲﻛﻨﺪ (ﺻﻔﺎ، 1377). ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ اﺷﺘﻐﺎل زاﻳﻲ ﺻﻨﻌﺖ ﮔﻞ (61 ﻧﻔﺮ در ﻫﺮ ﻫﻜﺘﺎر) و اﻓﺰاﻳﺶ ﺗﻌﺪاد داﻧﺶآﻣﻮﺧﺘﮕﺎن ﻛﺸﺎورزی و ﻧﺰدﻳﻚﺗﺮ ﺷﺪن ارﺗﺒﺎط داﻧﺸﮕﺎهﻫﺎ و ﻣﺮاﻛﺰ ﺗﻮﻟﻴﺪ، ﻧﻮﻳﺪ دﻫﻨﺪه ﺷﻜﻮﻓﺎﻳﻲ اﻳﻦﺻﻨﻌﺖ ‫ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ (ﻋﻴﺪﻳﺎن، 1387).

 

 

شمعدانی­ از لحاظ اقتصادی یکی از پراهمیت­ترین گیاهان بسترساز و گلدانی در دنیا     می­باشد. به طور معمول شمال آمریکا و اروپا مهمترین و بزرگترین تولیدکننده­ و             توزیع کننده­ های این گل با فروش جهانی سالانه حدود 700 میلیون دلار می­باشند (Mithila et al., 2001 ).

 

 

1-1- تاریخچه کشت و پرورش گل شمعدانی
 
كشت و كار شمعدانی در جهان سابقه طولانی دارد. گونه‌های وحشی آن نیز در ایران دیده می‌شود. حدود 200 سال پیش، لینه گیاه­شناس معروف، 35 گونه شمعدانی را در جنس Geranium طبقه‌بندی كرد. این گیاهان همگی دائمی و مقاوم به سرما و سایه بودند و 5 گلبرگ مساوی و 10 پرچم داشتند (خلیقی، 1385).
صد سال بعد­­ ، Heritier گیاه‌شناس فرانسوی، از اشتباهی در این مورد پرده برداشت و آن این­كه هزاران رقم شمعدانی جدیدی كه تا آن روز افزایش یافته بودند، با ویژگی­های انواع شمعدانی که توسط لینه طبقه بندی شده بودند تفاوت داشتند. در این شمعدانی‌ها گلبرگ‌ها برابر نیستند و دو تای آنها بزرگتر از بقیه هستند كه در كنار هم قرار دارند. تعداد پرچم‌هایشان 7 عدد است و گل­ها، كم و بیش شكل دیگری دارند. بنابراین آن­ها در جنس Pelargonium قرار گرفتند (خلیقی، 1385).
 

2-1- گیاهشناسی شمعدانی
 
گونه‌های این جنس شامل انواع یک­ساله و چندساله­های علفی، درختچه­ای و انواع خزان­دار می­باشند. اما بیشتر گونه­های چندساله علفی دارای عادت رشد متنوع می­باشند. بر اساس تخمین­های انجام گرفته در تیره شمعدانی­سانان[1] تعداد گونه­ها و زیر گونه­های این جنس حدود 230 تا 300 عدد می­باشند که بیشتر آنها بومی آفریقای جنوبی هستند اما تعداد کمی از آنها نیز به طور طبیعی در استرالیا، شرق آفریقا، نیوزیلند، ایسلند و ماداگاسکار رشد می­یابند       (Miller, 1996).
از نظر كشت و پرورش و استفاده در گلكاری، انواع شمعدانی‌ها را در چهار طبقه بزرگ به شرح زیر تقسیم می­شوند :
الف) شمعدانی معمولی (Zonal hybrids) (Pelargonium zonal Willd. )
این گونه برای تهیه دورگه­های شمعدانی به­عنوان یكی از پایه‌های اصلی استفاده می‌شود. از دورگه‌های شمعدانی می‌توان P. × hortorum را نام برد (دانشور، 1372).
شمعدانی معمولی، گیاهی است چندساله علفی كه ممكن است ابتدای ساقه آن نیمه چوبی شده باشد ولی استحكام چندانی ندارد. پهنك برگ گرد و در وسط برگ‌ها یك حلقه تیره رنگ وجود دارد بنابراین، این دسته از شمعدانی‌ها را گاهی حلقه‌دار نیز می‌نامند. دارای رقم­های متعددی است كه در برخی برگ‌ها بزرگ و در برخی كوچك بوده و حلقه وسطی برگ نیز كم یا بیش نمایان است (دانشور، 1372).
ب) شمعدانی پیچ یا شمعدانی برگ عشقه‌ای (P. peltatum Ait. )
این گونه كه گاهی به نام پیچ روسی نیز خوانده می‌شود، به علت دارا بودن ساقه‌های آویزان نازك

چکیده:

آلیاژ های نیکل تیتانیم به خاطر خواص ترمومکانیکی، سوپرالاستیکی و حافظه داری ویژه ای که دارند، از شهرت زیادی برخوردارند. این آلیاژها به دلیل دارا بودن مقاومت به خوردگی بالاو سازگاری خوب با بدن، کاربرد گسترده ای در مصارف پزشکی مانند سیم های ارتودنسی و تجهیزات اورتوپدی و جراحی پیدا کرده اند. در سال های اخیر توسعه و رشد کاربردهای آلیاژهای نیکل تیتانیم در موارد صنعتی و تجاری نیز دیده می شود. قاب های عینک، آنتن تلفن همراه، پوشش سیل کننده فشار بالا در انژکتور سوخت دیزلی و محافظ باتری لیتیم از موارد این کاربردها هستند.رفتار حافظه داری گرمایی و مکانیکی در این آلیاژها بستگی مستقیم به استحاله مارتنزیتی آنها دارد. آلیاژهای نیکل تیتانیمی که بیش از 55 درصد وزنی نیکل دارند در طول پیرسازی رسوبات Ni4Ti3، Ni3Ti2 و Ni3Ti ایجاد می کنند. ذرات رسوب حاصل و تغییرات ترکیب شیمیایی زمینه، تاثیر زیادی بر استحاله مارتنزیتی و خواص مکانیکی آلیاژ دارند. هر رسوبی در آلیاژ غنی از نیکل برای ایجاد شدن، محدوده دمایی و زمانی خود را دارد. بنا براین می توان پیرسازی را به نحوی انجام داد که خواص مکانیکی و خواص حافظه داری مورد نظر حاصل شود. در این پروژه، اثر دما و زمان پیرسازی بر ریز ساختار و خواص مکانیکی آلیاژ نیکل تیتانیم با 5/57 درصد وزنی نیکل بررسی شد. به این منظور پس از ریخته گری آلیاژ مورد نظر و تهیه شمش، ابتدا به بررسی دما و زمان مناسب همگن سازی پرداخته شد که دمای oC1100 و زمان 4 ساعت برای این منظور انتخاب گردید. سپس شرایط بهینه عملیات محلولی بررسی گردید که در این حالت دمای oC1100 و زمان 1 ساعت نتیجه مطلوب را حاصل کرد. محدود دمایی 400 تا oC700 به عنوان محدوده دمایی عملیات پیرسازی انتخاب گردید و نمونه ها در زمان های 5/0، 1، 8 و 16 ساعت تحت عملیات پیرسازی قرار گرفتند. استحکام نهایی بهینه به همراه داکتیلیته مناسب در دمای oC 500 و زمان 16 ساعت حاصل شد. بررسی نتایج سختی نشان می دهد که با افزایش زمان عملیات حرارتی سختی نمونه ها کاهش یافته است و همچنین سختی نمونه های عملیات محلولی شده به دلیل ایجاد زمینه فوق اشباع از نیکل، بالاتر است.

 

کلمات کلیدی: آلیاژ نیکل تیتانیم غنی از نیکل، پیر سازی، خواص مکانیکی، استحاله مارتنزیتی، همگن سازی

 

 

فهرست مطالب

 

فصل اول مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………1

فصل دوم مروری بر منابع…………………………………………………………………………………………………………..4

1-2 تاریخچه و کاربرد…………………………………………………………………………………………………..5

2-2 ذوب و ریخته گری آلیاژ NiTi……………………………………………………………………………….6

3-2 فازهای ثانویه در آلیاژهای NiTi غنی از Ni……………………………………………………………..7

4-2 رسوب Ni4Ti3 …………………………………………………………………………………………………..12

5-2 عملیات حرارتی(پیرسازی) …………………………………………………………………………………..15

1-5-2 مقدمه ای بر وجود فاز R……………………………………………………………………..15

2-5-2 استحاله فازی مارتنزیتی دو مرحله ای و سه مرحله ای……………………………..16

3-5-2 توضیحات ریز ساختاری و کریستالوگرافی……………………………………………….20

6-2 بررسی خواص مکانیکی………………………………………………………………………………………..23

1-6-2 خاصیت سوپرالاستیکی………………………………………………………………………….23

2-6-2 اثر حافظه داری…………………………………………………………………………………..24

3-6-2 بررسی رفتار سوپر الاستیسیته آلیاژ NiTi55…………………………………………..30

4-6-2 اثر دمای پیرسازی بر تنش تسلیم…………………………………………………………….36

5-6-2 اثر اندازه رسوبات بر رفتار تنش-کرنش………………………………………………….37

6-6-2 سختی در آلیاژ های NiTi غنی از نیکل………………………………………………….39

1-6-6-2 سختی در آلیاژ های NiTi غنی از نیکل………………………………….39          2-6-6-2 اثر عملیات حرارتی برروی سختی………………………………………….39

فصل سوم روش انجام آزمایش………………………………………………………………………………………………….42

    1-3 ریخته گری………………………………………………………………………………………………………….43

2-3 عملیات همگن سازی و محلول سازی…………………………………………………………………….46

3-3 تست DSC ……………………………………………………………………………………………………….47

4-3 نورد……………………………………………………………………………………………………………………48

5-3 نمونه سازی…………………………………………………………………………………………………………49

6-3 عملیات حرارتی……………………………………………………………………………………………………49

7-3 بررسی   ریزساختاری……………………………………………………………………………………………..52

8-3 تست کشش و سختی……………………………………………………………………………………………52

فصل چهارم نتایج و بحث…………………………………………………………………………………………………………54

1-4 همگن سازی و بررسی ریزساختاری……………………………………………………………………….55

1-1-4 اثر محیط سرد کنندگی بر رفتار استحاله ای………………………………………………66

2-4 محلول سازی……………………………………………………………………………………………………….68

3-4 سختی نمونه های همگن شده و عملیات محلولی شده………………………………………………70

4-4 عملیات حرارتی پیرسازی………………………………………………………………………………………73

5-4 سختی……………………………………………………………………………………………………………….105

5- نتیجه گیری و پیشنهادات…………………………………………………………………………………………………..108

پیوست1: لیست مقالات ارائه شده……………………………………………………………………………………………111

مراجع و مآخذ…………………………………………………………………………………………………………………….. 112

چکیده انگلیسی…………………………………………………………………………………………………………………… 115

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست شکل ها

شکل1-2 دیاگرام دیاگرام فازی آلیاژ دوتایی NiTi ………………………………………………………………………9

شکل2-2 دیاگرام TTT آلیاژ NiTi52 …………………………………………………………………………………….11

شکل3-2 تصویر الکترونی رسوبات Ni4Ti3 در آلیاژ Ti-51Ni پیرشده در k773 برای ks540………12

شکل4-2 توزیع همگن رسوبات Ni4Ti3 (براساس تعداد ذرات بر واحد حجم) بعد از 1 ساعت پیرسازی همراه با تنش در oC500 و MPa8. نواحی مرز دانه و داخل دانه توسط مونتاژ تصویر TEM نمایش داده شده اند……………………………………………………………………………………………………………….. 14

شکل5-2 شکل گیری واریانت های کریستالوگرافی Ni4Ti3 نزدیک و دور از مرز دانه………………….14

شکل6-2 پایداری فاز B2،R و B19’ در آلیاژ دوتایی NiTi غنی از نیکل. وجود موانع (رسوبات، نابجایی ها) شکل گیری B19’ را ازنظر انرژی مشکل می کند در حالی که بر شکل گیری فاز R تاثیری ندارد………………………………………………………………………………………………………………………………………17

شکل7-2 منحنی شماتیک DSC که دو پیک گرمازا در هنگام سرد کردن و یک پیک در هنگام گرم کردن از خود نشان می دهد…………………………………………………………………………………………………….. 18

شکل8-2 تغییر اجزای منحنی DSC از دو مرحله در زمان کوتاه پیرسازی به سه مرحله در زمان های متوسط و سپس برگشت به دو مرحله در زمان های خیلی طولانی پیرسازی…………………………………….19

شکل9-2 نمایش شماتیکی از تئوری های استحاله چند مرحله ای:a) تئوری ریزساختاری که در آن مرز دانه های فرعی باعث ایجاد مانع بر سر راه رشد B19’ می شود[28و27]. B) استحاله مارتنزیتی چند مرحله ای به دلیل میدان های تنشی پیوسته در اطراف رسوبات. حتی اگر تنش قوی نباشد، تغییر در مقدار نیکل می تواند دلیل این پدیده باشد…………………………………………………………………………………………. 21

شکل10-2a)ریزساختار TEM آلیاژ NiTi غنی از نیکل پلی کریستال با رسوبات نا همگن   b) منحنی DSC مربوطه که سه پیک را درهنگام سرد کردن نشان می دهد …………………………………………………..22

شکل 11-2 رسوب ترجیحی فاز Ni4Ti3 در مرز دانه و نزدیک Ti4Ni2O در داخل دانه بعد از پیرسازی در a) 1 ساعت و b) 10 ساعت…………………………………………………………………………………. 23

شکل12-2 نمایش شماتیک استحاله حافظه داری………………………………………………………………………. 24

شکل13-2 مدل ساده شده استحاله مارتنزیتی………………………………………………………………………………25

شکل14-2 دیاگرام سه بعدی تنش-کرنش-دما برای نایتینول…………………………………………………………26

شکل15-2 منحنی تنش کرنش نمونه NiTi51 آنیل محلولی شده………………………………………………….27

شکل16-2 منحنی های تنش کرنش نمونه های پیرسخت شده در زمان های a)10،b)20،c)30،d)60 و e)120 دقیقه…………………………………………………………………………………………………………………………. 29

شکل17-2a)تاثیر زمان پیرسختی بر تنش پلاتو بالایی b) تاثیر زمان پیرسختی بر تنش پلاتو پایینی……29

شکل18-2a)تصویراپتیکی نمونه NiTi55 AR. b,c) تصویر TEM رسوب Ni3Ti و d) حضور رسوب Ni3Ti در ساختار AR. به تغییر شکل شدید رسوبات Ni3Ti به دلیل نورد گرم اولیه توجه شود……………………………………………………………………………………………………………………………………….31

شکل19-2 تصویراپتیکی a)نمونه NiTi50 AR. b,) نمونه NiTi50 آنیل محلولی شده (oC1100) و کوئنچ شده در آب، به مارتنزیت دوقلویی توجه شود. c)نمونه NiTi55 محلولی شده (oC1100) و کوئنچ شده در آب d) نمونه NiTi55 محلولی شده (oC1100) و سرد شده در کوره. به رسوب Ni3Ti شکل گرفته در مرز و داخل دانه توجه شود…………………………………………………………………………………32

شکل20-2 منحنی های تنش کرنش کششی نیمه استاتیک برای NiTi55 و NiTi50 برای شرایط عملیات   حرارتی AR و ST. منحنی های فشار برای نیز برای NiTi55 ودر شرایط ST رسم شده است. …………………………………………………………………………………………………………………………………….33

شکل21-2 منحنی های تنش کرنش کششی تحت عملیات HT-1 برای نمونه های a) NiTi55 و b) NiTi50………………………………………………………………………………………………………………………………..34

شکل22-2 منحنی های تنش کرنش کششی برای NiTi55 تحت عملیات HT-2,3 در شرایط a)تک مرحله ای و b) دومرحله ای……………………………………………………………………………………………………..35

شکل23-2 a)منحنی تنش کرنش فشاری و کششی برای نمونه NiTi55 عملیات محلولی شده و پیرشده برای h24. اطلاعات کشش به صورت بزرگ شده نشان داده شده است. تصاویر نمونه های NiTi55 که ایتدا عملیات محلولی شده و سپس در زمان h24 و دردماهای b) oC600، c) oC700 و d) oC800 پیرشده اند. در شکل b و c به دلیل وجود رسوبات بسیار بزرگ کل دانه را فراگرفته اند. در شکل d مرز دانه به صورت بلوکی شکل است و رسوبات Ni3Ti سوزنی شکل در داخل دانه تشکیل شده اند و منطقه PFZ در نزدیکی مرزهای دانه دیده می شود……………………………………………………………………..36

شکل24-2 اثر عملیات حرارتی بر تنش تسلیم فاز مادر………………………………………………………………..37

شکل25-2 منحنی تنش کرنش کششی برای نمونه NiTi 50.9 نورد گرم شده، دردمای اتاق. دما برروی شکل مشخص است. خط چین مقدار کرنش قابل بازیابی را در هنگام گرم کردن نشان می دهد…………38

شکل26-2 فرآیند لازم برای رسیدن به سختی و خاصیت سوپرالاستیک برای آلیاژ NiTi55 ……………40

شکل27-2 سختی مارتنز به عنوان تابعی از دمای عملیات حرارتی برای دو حالت a)نورد گرم و b)کشش سیم سرد…………………………………………………………………………………………………………………. 41

شکل1- 3 تصویر بوته مورد استفاده (در حال چیدن مواد اولیه)…………………………………………………….44

شکل2-3 نحوه چیدمان مواد شارژ درون بوته (نیکل در کناره ها و تیتانیوم در وسط بوته)………………..45

شکل3-3 نمایی از شمش پله دار (اصلاح شده) با تغذیه (مشخص شده)………………………………………..45

شکل 4-3 فلوچارت انجام آزمایش های همگن سازی…………………………………………………………………46

شکل5-3 تیغه تهیه شده از شمش نورد شده……………………………………………………………………………….49

شکل6-3 نمونه تست کشش تهیه شده……………………………………………………………………………………….49

شکل7-3 مشخصات نمونه های پیرسازی شده و نام گذاری آنها……………………………………………………50

شکل8-3 سیکل پیرسازی اعمالی بر روی نمونه ها………………………………………………………………………51

شکل9-3 کوره مورد استفاده به منظور انجام عملیات آنیل انحلالی که لوله کوارتزی متصل به گاز آرگون داخل آن قرار می گیرد……………………………………………………………………………………………………………..51

شکل10-3 ابعاد داده شده در استاندارد ASTM E8 برای کشش نمونه های تخت…………………………53

شکل 1-4 ریز ساختار ریختگی آلیاژ………………………………………………………………………………………….56

شکل 2-4 تصویر SEM نمونه ریختگی…………………………………………………………………………………….57

شکل 3-4 آنالیز Map و منطقه ای که آنالیز در آن در نمونه ریختگی انجام شده است. نقاط قرمز رنگ در تصویر توزیع نیکل در ساختار را نشان می دهد…………………………………………………………………….. 58

شکل 4-4 تصویر متالوگرافی نمونه همگن شده در دمای oC1100 و زمانهای الف) 5/0، ب) 1، ج)2 و د)4 ساعت……………………………………………………………………………………………………………………………..59

شکل5-4 تصویر نمونه ای که مدت 4 ساعت همگن شده است(x400)…………………………………………60

شکل6-4 تصاویر مربوط به نمونه های الف) 5/0 و ب) 1 ساعت در بزرگنمایی x100………………….. 61

شکل7-4 تصاویر مربوط به نمونه های الف) 2 و ب) 4 ساعت در بزرگنمایی x400……………………….62

شکل 8-4 تصویر SEM نمونه ای که به مدت 5/0 همگن شده و در کوره سرد شده است با دو بزرگنمایی ……………………………………………………………………………………………………………………………..64

شکل 9-4 آنالیز خطی EDX از رسوب شکل 8-4 ……………………………………………………………………65

شکل 10-4 منحنی های DSC را برای نمونه های همگن شده A تا D ……………………………………….66

شکل 11-4 مراحل انجام عملیات محلولی …………………………………………………………………………………68

شکل 12-4 تصاویر متالوگرافی نمونه های عملیات محلولی: الف)5/0 ساعت، ب) 1 ساعت، ج) 2 ساعت عملیات محلولی…………………………………………………………………………………………………………….69

شکل13-4 نتایج سختی نمونه های همگن شده و سرد شده در هوا ………………………………………………71

شکل14-4 نتایج سختی نمونه های همگن شده و سرد شده در کوره……………………………………………..72

شکل15-4 نتایج سختی نمونه های عملیات محلولی شده…………………………………………………………….72

شکل16-4 مشخصات نمونه های پیرسازی شده و نام گذاری آنها ………………………………………………..75

شکل17-4 ریز ساختار مربوط به نمونه های: الف) As-received ب)A و ج)M در بزرگنماییx100……………. ……………………………………………………………………………………………………….76

شکل18-4 منحنی تنش کرنش مربوط به نمونه های: الف) As-received ب)A و ج)M …………….77

شکل 19-4 تصویر الف)ریزساختاری و ب) SEM و ج) منحنی تنش کرنش نمونه B …………………..78

شکل20-4 دیاگرام TTT آلیاژ NiTi57 …………………………………………………………………………………..80

شکل 21-4 ریز ساختار نمونه K در دو بزرگنمایی الف) x100 و ب) x500…………………………………81

شکل 22-4 ریز ساختار نمونه K در دو بزرگنمایی الف) x200 و ب) x500 ………………………………..82

شکل 23-4 تصویر SEM نمونه K …………………………………………………………………………………………83

شکل 24-4 آنالیز EDX از رسوبات مشخص شده در تصویر SEM شکل 23-4 ………………………..84

شکل 25-4 تصویر متالوگرافی نمونه N(عملیات محلولی +پیر سازی در دمای oC700 و زمان 1ساعت)…………………………………………………………………………………………………………………………………85

شکل 26-4 منحنی تنش کرنش نمونه: الف) K و ب)N ……………………………………………………………..86

شکل 27-4 ریزساختار نمونه عملیات حرارتی شده: الف)L و ب)O…………………………………………….87

شکل 28-4 نمودار تنش کرنش مربوط به نمونه الف) L و ب)O …………………………………………………88

شکل 29-4 تصویر SEM رسوب Ni3Ti2 را در نمونه L ………………………………………………………….89

شکل 30-4 تصویر متالوگرافی نمونهD: الف)x200 و ب)x500 و ج)تصویر SEM …………………….91

شکل 31-4 نمودار تنش کرنش نمونه D …………………………………………………………………………………..92

شکل 32-4 تصویر متالوگرافی نمونهE: الف)x200 و ب)x500 و ج)تصویر SEM ……………………..93

شکل 33-4 نمودار تنش کرنش نمونه E ……………………………………………………………………………………94

شکل 34-4 تصویر متالوگرافی نمونهF: الف)x200 و ب) تصویر SEM ………………………………………95

شکل 35-4 نمودار تنش کرنش نمونه F ……………………………………………………………………………………96

شکل 36-4 تصویر متالوگرافی نمونهH: الف)x200 و ب)x500 و ج)تصویر SEM …………………….97

شکل 37-4 نمودار تنش کرنش نمونه H …………………………………………………………………………………..98

شکل 38-4 تصویر متالوگرافی نمونهI: الف)x200 و ب)x500 و ج)تصویر SEM ………………………99

شکل 39-4 نمودار تنش کرنش نمونه I …………………………………………………………………………………..100

شکل 40-4 تصویر متالوگرافی نمونهJ: الف)x200 و ب)x500 و ج)تصویر SEM …………………….101

شکل 41-4 نمودار تنش کرنش نمونه j……………………………………………………………………………………102

شکل 42-4 مدول یانگ بر حسب دمای پیرسازی………………………………………………………………………104

شکل 43-4 منحنی تغییرات انرژی جذب شده تا شکست برای دو دمای 500 و oC600……………….104

شکل 44-4 تغییرات سختی در دمای ثابت oC600……………………………………………………………………106

شکل45-4 تغییرات سختی در زمان ثابت 1 ساعت و 8 ساعت …………………………………………………..106

 

 

 

 

 

 

فهرست جداول:

جدول1-2 برنامه پیرسازی برای آلیاژهای NiTi55 و NiTi50 ……………………………………………………33

جدول2-2 سختی و وزن از دست رفته در اثر سایش برای درصد مختلف نیکل………………………………39

جدول1-3 مشخصات نیکل و تیتانیوم مورد استفاده……………………………………………………………………..43

جدول2-3 مشخصات سیستم قدرت کوره …………………………………………………………………………………44

جدول3-3 رژیم حرارتی استفاده شده در آنالیز DSC …………………………………………………………………47

جدول4-3 پارامترهای مربوط به نورد شمش از آلیاژ 5/57 درصد وزنی نیکل …………………………………48

جدول5-3 ابعاد استفاده شده برای ساخت نمونه کشش………………………………………………………………..53

جدول 1-4 دماهای استحاله برای نمونه های همگن شده و سرد شده در کوره………………………………..67

جدول2-4 نتایج سختی نمونه های همگن سرد شده در هوا(air) و کوره(Fur.) و نمونه های عملیات محلولی(Wat.) …………………………………………………………………………………………………………………….70

جدول3-4 نتایج خواص مکانیکی استخراج شده از نمودارهای تنش – کرنش……………………………….103

جدول 4-4 نتایج سختی نمونه های عملیات حرارتی شده………………………………………………………….105

 

 

فصل اول

 

 

مقدمه

 

 

1– مقدمه

آلیاژهای حافظه‌دار[1] دسته‌ای از آلیاژ‌ها با قابلیت منحصر به فرد بازیابی مقادیر قابل توجهی از تغییر فرم خود (تا حدود 8%) هستند. در این حالت نمونه می‌تواند تحت تنش‌های وارده در حد مجاز تغییر شکل دهد و مجدداً با حرارت دادن به شکل اولیه خود باز گردد؛ یا پس از برداشتن بار مکانیکی به صورت الاستیک به شکل نخستین خود باز گردد. در حالت اول پدیده حافظه‌داری[2] و در حالت دوم پدیده سوپر الاستیک[3] و یا شبه الاستیک[4] رخ داده است. وجود خواص حافظه‌داری و سوپرالاستیک در آلیاژهای با نسبت اتمی مساوی (معمولاً غنی‌تر از نیکل) از Ni و Ti دیده می‌شود. اما به علت پایداری فاز بین‌فلزی NiTi در یک محدوده ترکیبی، آلیاژهای متعددی با ترکیب‌های غیر استوکیومتری وجود دارند. مقاومت به سایش بالا، مقاومت به خوردگی مناسب و قابلیت سازگاری با بدن موجودات زنده از دیگر خواص آلیاژهای حافظه‌دار NiTi است. این آلیاژها همچنین به واسطه قابلیت میرایی[5] بالایی که دارند در کاربردهای مرتبط با جذب ارتعاشات نیز به فراوانی مورد استفاده قرار می‌گیرند .وجود این خواص مطلوب مهندسی در این ماده، نایتینول را به عنوان آلیاژی مناسب برای کاربرد‌های پیشرفته معرفی می­ کند. خاصیت میرایی این آلیاژ اندکی کمتر از ویسکرهایی نظیر اکریلیک و لاستیک است ولی نسبت به مواد مذکور دارای استحکام و مدول الاستیک بالاتری می‌باشد. آلیاژهای با نسبت اتمی مساوی از نیکل و تیتانیم و معمولاً غنی‌تر از نیکل به علت امکان کنترل فرایند استحاله با بهره گرفتن ازعملیات حرارتی و پیرسازی، برای تولید آلیاژ نایتینول بیشتر مد نظر می‌باشند. پدیده حافظه­داری به علت سهولت انجام استحاله مارتنزیتی و برگشت­پذیری آسان آن می باشد. عملیات حرارتی آلیاژهای NiTi اغلب به منظور بهینه کردن خواص مکانیکی اجزا و قطعات ساخته شده از آن و نیز کنترل دماهای استحاله آن انجام می‌گیرد. انجام این فرآیند تاثیرات بسیاری بر روی ریزساختار این آلیاژها و در نتیجه روی خواص آنها خواهد داشت.

استفاده از آلیاژهای حافظه‌دار NiTi غنی از Ni همواره مورد توجه بوده است، چرا که با افزودن Ni به آنها امکان کنترل دماهای انتقالی فراهم می‌آید (با افزودن at. Ni %1/0 دماهای انتقالی حدود K20 کاهش پیدا می‌کنند). این آلیاژها به دلیل مقدار نیکل بالایی که دارند، سختی و مقاومت به سایش و خوردگی بالایی از خود نشان می دهند. همچنین در این آلیاژها می توان با عملیات حرارتی مناسب به خواص حافظه داری مناسب و استحکام و چقرمگی مورد نظر رسید. انتخاب سیکل عملیات حرارتی به عنوان روش کار آزمایش و همچنین تحلیل روابط حاکم بین کمیت های مکانیکی و ریز ساختاری با بهره گرفتن از نتایج بدست آمده از مجموعه مقالات و منابع مرتبط با موضوع آزمایش، از اهداف اصلی این پروژه است. این مقالات به همراه تحلیل و ارتباط بین آنها در فصل دوم آورده شده اند. دو هدف عمده از انجام این آزمایشات دنبال می شود:

ایجاد ارتباط بین خواص ریز ساختاری و خواص مکانیکی نمونه های عملیات حرارتی شده و چگونگی تاثیر این خواص بر یکدیگر.
بدست آوردن محدوده دمایی و زمانی بهینه عملیات حرارتی برای رسیدن به خواص مطلوب ریز ساختاری و مکانیکی آلیاژ نیکل تیتانیم غنی از نیکل.
شرح کامل روش تهیه نمونه ها، روش انجام عملیات حرارتی و تجهیزات مورد استفاده و تست های متالوگرافی و مکانیکی در فصل سوم آورده شده است.

 

فصل دوم

 

 

 

 

مروری بر منابع

 

 

1-2 تاریخچه و کاربرد

حافظه داری[6] پدیده ای منحصر به فرد در برخی از آلیاژ هاست که ماده پس از پذیرش یک تغییر فرم پلاستیک در دمای پایین توسط حرارت دادن به شکل اولیه خود باز می گردد. این خاصیت اولین باردر سال 1951 توسط چنگ و رید[7] در آلیاژهای Au-Cd مشاهده گردید[1]. در سال 1961 بوهلر و وایلی [2] در آزمایشگاه نظامی نیروی دریایی آمریکا این خاصیت را در سری آلیاژهای Ni و Ti ملاحظه کردند و نام آن را در حالت کلی 55 نایتینول[8] نهادند که در آن نیکل از مقادیر53 تا 60 در صد وزنی را می تواند دارا باشد. از آن پس این خاصیت در بعضی فلزات، سرامیک ها و حتی پلیمر ها نیز مشاهده شد. اما مواد حافظه دار فلزی که اکثراً آلیاژهای حافظه دار هستند، خاصیت حافظه داری بیشتری نسبت به مواد دیگر دارند. از مهمترین این آلیاژها می توان به غیر از آلیاژهای Ni-Ti، به آلیاژهای پایه مس مانند Cu-Zn-Al و Cu-Al-Ni نیز اشاره نمود. در میان این دو سیستم آلیاژی، آلیاژ های Ni-Ti دارای خواص مکانیکی و حافظه داری بهتری هستند به گونه ای که تا 8 درصد کرنش پلاستیک را بازیابی می کنند و نسبت به آلیاژهای پایه مس، پایداری حرارتی مطلوب تری را از خود نشان می دهند. این آلیاژ استحکام خستگی و چقرمگی بالایی دارد که بر اساس این خاصیت، این ترکیب کاربردهای فراوانی در صنایع نظامی و پزشکی یافته است[2].

اگرچه امروزه حجم بالایی از کاربردهای آلیاژهای حافظه دار در ارتباط با زمینه های پزشکی است، اما کاربردهای زیادی نیز در بخش های مختلف صنعتی در حجم بالا برای این آلیاژها بوجود آمده است. استفاده از این آلیاژها در صنعت بیشتر در بست ها و مفصل ها (کوپلینگ) و در بخش های نظامی بوده است. قاب عینک از موارد دیگری است که از خاصیت سوپرالاستیسیتی این آلیاژ ها استفاده می کند. آنتن تلفن همراه نیز یکی دیگر از موارد کاربرد سیم های سوپرالاستیک است. تقویت لحیم SnPdAg در مقابل شکست در اثر تنش های حرارتی، یکی دیگر از موارد کاربرد صنعتی پودر NiTi سوپرالاستیک می باشد. در قسمت اتومبیل سازی، تولید کننده های اروپایی اتومبیل، به مدت طولانی از آلیاژهای حافظه دار به عنوان فعال کننده برای انتقال سیال در جعبه دنده استفاده می کردند. امروزه از درپوش NiTiNb برای آب بندی مسیرهای سوخت با فشار بالا در موتورهای انژکتوری دیزلی استفاده می شود. محرک های حافظه دار همچنین در ساخت دریچه یا سوپاپ اطمینان در کاربردهای صنعتی نیز استفاده می شود. کاربرد محرکی جدید شامل یک قطع کننده حرارتی برای محافظت یون های لیتیم باتری در مقابل افزایش غیر قابل کنترل دما، در اثر شارژ زیاد و یا اتصال کوتاه می باشد[3].

 

2-2 ذوب و ریخته گری آلیاژ NiTi

برای تولید آلیاژ NiTi به روش ذوبی، به دلیل میل به واکنش بالایی که این آلیاژ دارد، ذوب باید در خلا انجام گیرد. به طور معمول دو روش ذوب القایی تحت خلا[9](VIM) و ذوب با قوس مصرف شونده [10](VAR) استفاده می شود[4]. در روش VIM معمولاً از بوته گرافیتی یا کلسیا استفاده می شود. در این حالت در صورت استفاده از بوته هایی از جنس مگنزیا و آلومینا، مذاب NiTi به اکسیژن آلوده می شود. مذاب NiTi در بوته گرافیتی دچار آلودگی با کربن می شود. با نگهداشتن دمای ذوب زیر oC1450 در هنگام استفاده از بوته گرافیتی می توان مقدار کربن را در شمش VIM بین 200 تا ppm500 کنترل کرد[5]. در روش VAR الکترودهای مصرفی NiTi ذوب می

[1]Shape memory alloy (SMA)

[2]Shape memory effect

[3]Super elastic

[4]Pseudo elastic

1-2- بیان مسأله

رشد اقتصادی، هدف قدیمی سیاست توسعه است که با افزایش تولید کالا و خدمات در ارتباط می‌باشد، که به این ترتیب رفاه انسانی را افزایش و فقر را کاهش می‌دهد. بنابراین شناسایی و تعیین آثار و نقش عوامل مؤثر بر رشد توسعه در برنامه‌ریزی‌های توسعه نقش اساسی دارند. تا قبل از دهه 1960، انباشت فیزیکی به عنوان عامل اساسی رشد کشورهای در حال توسعه شناخته شده بود. اما مطالعات دانشمندانی چون شولتز[1] 1961 و دنیسون[2] 1962 نشان داد که انباشت سرمایه فیزیکی نمی‌تواند تمامی رشد و تفاوت‌های رشد را در بین کشورها تبیین کند. بلکه عاملی همچون تغییرات توضیح داده نشده‌ای بهره‌وری وجود دارد که اثراتش به مراتب بیشتر از انباشت سرمایه فیزیکی است. به این ترتیب از دهه 1960 به بعد تحولاتی در عوامل تعیین کننده‌ی رشد و توسعه اقتصادی صورت گرفت، به طوری که در همه نظریه‌های مطرح شده، فناوری و دانش فنی و همچنین سرمایه انسانی[3]، به عنوان عوامل اصلی شناخته شدند و نظریه‌های رشد درون‌زا پدیدار شدند. ولی از اواخر دهه 1990 به بعد، سرمایه فرهنگی[4] هم به عنوان یکی دیگر از عوامل مؤثر در رشد کشورها و تفاوت نسبی اقتصادهای متفاوت مطرح شده است.

سرمایه فرهنگی در گفتمان‌های متفاوت، کاربردهای مختلفی دارد. اما تثبیت شده‌ترین کاربرد آن به جامعه‌شناسی و مطالعات فرهنگی متأثر از پیر بوردیو[5] مربوط می‌شود که عقیده دارد افراد دارای سرمایه­ فرهنگی هستند، در صورتی که در فرهنگ والای جامعه قابلیت‌هائی کسب کرده باشند. به نظر بوردیو، این سرمایه فرهنگی به سه شکل وجود دارد: یک حالت متجسم[6] _مانند حق استفاده با دوام از ذهن و جسم فرد؛ یک حالت عینیت یافته[7]، یعنی وقتی سرمایۀ فرهنگی به کالاهای فرهنگی از قبیل (تصاویر، کتاب‌ها، لغت‌نامه‌ها، ابزار، دستگاه‌ها و مانند آن‌ها) تبدیل شده باشند؛ و یک حالت نهادین شده[8]، یعنی وقتی سرمایۀ فرهنگی متجسم به صورت، فرضاً، یک مدرک دانشگاهی مورد تأیید قرار گیرد. به نظر بوردیو، حالت متجسم مهم‌ترین حالت است. بوردیو می‌گوید اکثر ویژگی‌های سرمایۀ فرهنگی را می‌توان از این واقعیت استنتاج کرد که سرمایۀ فرهنگی در بنیادی‌ترین حالتش به جسم مرتبط است. بنابراین معلوم است که مفهوم سرمایۀ فرهنگی به صورتی که بوردیو بسط داده است، بسیار شبیه ولی نه یکسان با، مفهوم سرمایۀ انسانی در علم اقتصاد است.

در عوض بوردیو از اینکه فرهنگ بسیاری از مشخصه‌ های سرمایه اقتصادی را دارد حمایت نمود. به ویژه، او تأکید کرد که عادات و امیال فرهنگی یک منبع قادر به تولید سود را تشکیل می‌دهند؛ آن‌ها به طور بالقوه در معرض انحصار توسط افراد و گروه‌ها هستند و تحت شرایط مناسب، آن‌ها را می‌توان از یک نسل به نسل بعدی منتقل نمود.

سرمایۀ فرهنگی به دو صورت وجود دارد. اولاً ممکن است ملموس باشد، یعنی به شکل بناها، محل‌ها، مکان‌ها، مناطق، آثار هنری مثل نقاشی‌ها و مجسمه‌ها، مصنوعات و نظایر آن‌ها باشد. سرمایه فرهنگی شامل، اما نه محدود به، میراث فرهنگی ملموس است. چنین سرمایۀای شاید واجد همان ویژگی‌های ظاهری سرمایه مادی یا انسانی باشد. مثل سرمایه فیزیکی (مادی) که به وسیله فعالیت انسانی به وجود می‌آید. ثانیاً، سرمایه فرهنگی ممکن است ناملموس باشد، یعنی به صورت سرمایه معنوی به شکل ایده‌ها، اعمال، عقاید و ارزش‌هایی باشد که در یک گروه مشترک است. این صورت از سرمایه فرهنگی به شکل آثار هنری از قبیل موسیقی و ادبیات نیز وجود دارد که کالاهای عمومی هستند. هر دو نوع سرمایه فرهنگی می‌تواند بر اثر بی‌توجهی از بین برود یا از طریق سرمایه‌گذاری جدید افزایش یابد.

1-3- حدود تحقیق

حدود زمانی این پژوهش سال‌های (1380-1387) و حدود مکانی آن استان‌های منتخب ایران (شامل: آذربایجان شرقی، اردبیل، اصفهان، ایلام، بوشهر، تهران، چهارمحال بختیاری، خراسان رضوی، خوزستان، سمنان، سیستان و بلوچستان، فارس، قزوین، قم، کردستان، کرمان، کرمانشاه، کهکیلویه و بویراحمد، گلستان، گیلان، لرستان، مازندران، مرکزی، هرمزگان، همدان، یزد) بر اساس حداکثر اطلاعات موجود می‌باشد. در این پژوهش برای جمع آوری داده‌های مربوط، از مرکز آمار ایران، سازمان فرهنگ و ارشاد اسلامی، و بانک مرکزی استفاده شده است.

1-4- سوال تحقیق

هدف تحقیق حاضر بررسی تأثیر شاخص‌های فرهنگی بر رشد اقتصادی استان‌های منتخب ایران است. به این منظور مهم‌ترین پرسش تحقیق حاضر عبارت است از:

آیا متغیرهای شاخص‌های فرهنگی بر رشد اقتصادی استان‌های منتخب ایران اثر مثبت دارد؟

1-5- فرضیه تحقیق

با توجه به تعریف مسئله، فرضیه پژوهش حاضر به صورت زیر تعریف می‌شود:

بهبود شاخص‌های فرهنگی باعث افزایش رشد اقتصادی در استان‌های منتخب ایران می‌شود. 

1-6- اهداف تحقیق

هدف از این مطالعه بررسی اثر شاخص‌های مختلف فرهنگی بر رشد اقتصادی در استان‌های منتخب می‌باشد. برای این منظور از استان‌هایی که تمام آمار و اطلاعات مورد نظر ما را دارا می‌باشد استفاده می‌کنیم. شاخص‌های مورد نظر ما شامل هزینه‌های مذهبی، ظرفیت سینما، حج، مطبوعات می‌باشد. هدف تحقیق حاضر در واقع دانستن تأثیرگذاری این شاخص‌ها در کنار سایر متغیرها به عنوان عوامل موثر در رشد و توسعه اقتصادی استان‌های منتخب ایران می‌باشد. با تجزیه و تحلیل اطلاعات موجود در قالب یک مدل فرموله شده، می‌توان اولاً، ارتباط بین متغیرهای شاخص‌های فرهنگی و رشد اقتصادی و ثانیاً ارتباط احتمالی بین میزان رشد این متغیرها و نرخ رشد اقتصادی را بررسی کرد.

1-7- روش انجام تحقیق

روش تحقیق شامل چند بخش است :

1 جمع‌آوری داده‌های مهم اقتصادی به صورت کتابخانه‌ای و استفاده از داده‌های منتشر شده‌ی سایت‌های اطلاعاتی از مرکز آمار ایران و وزارت فرهنگ و ارشاد اسلامی.

2 برآورد اثر متغیرهای مورد نظر بر رشد اقتصادی با بهره گرفتن از روش داده‌های تابلویی.

3 بررسی آزمون F  و آزمون هاسمن.

4 آزمون فرضیه تحقیق و نتیجه گیری.

 

1-8- محدودیت و موانع تحقیق

موانع و محدودیت‌های متعددی جهت شاخص‌های و آمارهای فرهنگی وجود دارد.

1( آنکه ایجاد نظام کامل از آمارها و شاخص‌های فرهنگی که منسجم، جامع و قادر به توصیف، تحلیلِ روند و تبیین بحث‌های مختلف فرهنگ و مسایل دامنه‌دار فرهنگی و مرتبط ساختن آن‌ها به جنبه‌های چندگانه توسعه اقتصادی و اجتماعی باشد، مشکل است.

این امر مستلزم ایجاد ارتباط و شبکه‌سازی منابع گوناگون از جمله بخش‌های اداری، نمونه‌گیری، پژوهش‌های پیمایشی، ثبت و سرشماری جمعیت و مسکن، هم‌زمان با بهبود پردازش و جمع آوری داده‌ها و شیوه‌ها و روش‌های توزیع داده‌ها است.

2( دارای ماهیت سازمانی و سیاسی است. آمارها ذاتاً ماهیتی مبتنی بر اعتماد دارند. در صورتی اعتماد بین پاسخ دهنده و مصاحبه کننده، بین نهادهای عمومی و رسانه‌ها و بین