بررسی تاثیر پارامترهای موثر بر خصوصیات پودرهای سرامیکی نانومتری اکسید فلزی تهیه شده به روش ژلپلی اکریل آمید
[پایاننامه]
/مریم طهماسب پور
دانشگاه صنعتی سهند
، ۱۳۸۶
۱۱۰ص
چاپی - الکترونیکی
کتابنامه در آخر پایان نامه
کارشناسی ارشد
مهندسی شیمی
دانشگاه صنعتی سهند
در زمینه سنتز پودرهای نانومتری در طول دهه اخیر، روشهای پلیمریزاسیون محلولی که عمدتا از ژلهای پلیمری بهره میبرند بسیار مورد توجه محققان قرار گرفته و طیف وسیعی از کارهای پژوهشی را به خود اختصاص دادهاند۰ متداولترین ژلهای پلیمری مورد استفاده ژلهای پچینی و ژلهای پلیاکریل آمید هستند۰ روش پلیاکریل آمید حالت بهبود یافته پچینی است که شامل ایجاد شبکهای سه بعدی از ژل پلیاکریل آمید است و در مقایسه با روش پچینی به مدت زمانهای بسیار کمتری نیاز دارد۰ اگر چه این روش در طول دهه اخیر برای سنتز پودرهای نانومتری مختلفی مورد استفاده قرار گرفته است ولی تاکنون مطالعات جامعی در راستای ارایه شرایط بهینه پودرهای نانومتری سرامیکی اکسید فلزی و اثر پارامترهای موثر روی مشخصات پودرهای نهایی و مکانیزم تاثیر این پارامترها که در این روش بسیار حائز اهمیت است، صورت نگرفته است در این تحقیق، ضمن تولید دو پودر سرامیکی نانومتری آلومینا و زیرکونیا با روش ژل پلیاکریل آمید، شرایط موثر بر اندازه ذرات از قبیل اتمسفر مورد استفاده، نوع نمک اولیه، نرخ عملیات حرارتی، نسبت مونومربه نمک و غلظت محلول اولیه طوری کنترل میشوند که منجر به تولید ذرات نانومتری با اندازه و مورفولوژی مطلوب گردند۰ اتمسفر مورد استفاده در طول عملیات حرارتی میتواند شامل هوا و یا گاز خنثی باشد که اعمال اتمسفر دو مرحلهای باعث حفظ بهتر شبکه تا دماهای بالاتر میگردد۰ در مرحله اول، انجام عملیات حرارتی در اتمسفر هوا تا قبل از رسیدن به اولین مرحله تخریب (دمای ۲۸۰درجه سانتیگراد) منجر به ایجاد اتصالات عرضی بین شبکه پلیمری شده، استحکام آن را بالا میبردو در مرحله دوم عملیات حرارتی در اتمسفر خنثی ادامه پیدا میکند۰ شبکه پلیمری حاصل از مرحله به دلیل استحکام حرارتی بالا( وجود اتصالات عرضی) در طی مرحله دوم با نرخ نسبتا پایینی تخریب میشود۰ محلول اولیه میتواند شامل نمکهای کلریدی یا نیتراتی باشد که حضور یونهای کلرید و نیترات در روش ژل پلیاکریل آمید از دو بر اندازه ذرات تولیدی تاثیر دارند: تخریب شبکه پلیمری و نحوه تشکیل ساختارهای کریستالی۰ در تولید پودر زیرکونیا، استفاده از نمک نیتراتی علیرغم داشتین اثر شتاب دهندگی در تخریب شبکه پلیمری باعث تاخیر در تبدیلات فازی شده و در نهایت منجر به تولید ذرات ریزتری میگردد۰ اما در مورد پودرهای آلومینا اندازه ذرات تولیدی با دو نمک کلریدی و نیتراتی تفاوت محسوسی با یکدیگر ندارند و در واقع دو مکانیسم عنوان شده اثر یکدیگر را خنثی میکنند۰ استفاده از نرخهای حرارتی مختلف، تاثیر معنیداری روی ریزساختار پودر نانومتری تولید شده داشته که استفاده از نرخهای پایینتر میتواند باعث تولید پودرهای نانومتری ریزتر با مورفولوژی مطلوب گردد۰ تاثیر پارامتر کلیدی نسبت مونومر به نمک نیز مورد بررسی قرار گرفته و نتایج حاصل بیانگر تاثیر مشخص این پارامتر روی تخریب حرارتی شبکه پلیمری و در نهایت مشخصات پودر نانومتری تولید شده است ۰ نتایج نشان میدهند که در روش ژل پلیاکریل آمید غلظت محلول اولیه تاثیر معنیداری روی اندازه ذرات ندارد۰