عنوان

بررسی و ساخت شیشه-سرامیک کوردیریتی به روش سل-ژل

‭۶۰۶۳پ‬

per

بررسی و ساخت شیشه-سرامیک کوردیریتی به روش سل-ژل

/هلنا ملک زاده

: مکانیک

چاپی

کارشناسی ارشد

مواد - سرامیک

‮‭۱۳۹۱/۰۶/۰۱‬

تبریز : دانشگاه تبریز

کوردیریت به لحاظ ویژگی‌های فیزیکی مناسب نظیر ثابت دی‌الکتریک پایین در فرکانس‌های بالا و ضریب انبساط حرارتی کم‍ یک فاز بلورین مطلوب است .با توجه به ویژگی‌های مذکور در کاربردصهای الکترونیکی و اپتیکی جایگاه ویژه‌ای دارد .لذا خلوص بالا برای این کاربردها الزامی است که از طریق روش‌های نوین ساخت شیشه-سرامیک‌ها می-توان به این مهم نائل شد .در این پژوهش‍ روش سل-ژل برای تهیه شیشه-سرامیک‌ها مورد بررسی قرار گرفت و شیشه-سرامیک سیستم‮‭SiO۲ -Al۲O۳- MgO‬با فاز بلورین اصلی کوردیریت تهیه شد .منابع تامین مواد اولیه‍ آلکوکسیدهای فلزی و نمک‌های کلریدی بودند .برای این منظور ترکیب استوکیومتری کوردیریت انتخاب شد و افزودنی‌های ‮‭CaO‬ و ‮‭B۲O۳‬ در مقادیر مختلف به عنوان اکسید دگرگون‌صساز و گدازآور افزوده شدند .پس از تهیه سل و تبدیل به ژل خشک شده‍ پودر حاصل شده به صورت نمونه‌های قرصی شکل پرس شدند .سپس از نظر تبلور و سینترپذیری مورد بررسی قرار گرفتند .برای بررسی و ارزیابی خواص از دستگاه‌های آنالیز حرارتی ‮‭DSC‬ پراش اشعه ایکس ‮‭(XRD)‬ و آنالیز اسپکتروسکوپی‮‭IR - FT‬استفاده شد .سینترپذیری و تبلور در محدوده دمای‮‭۱۰۵۰ C‬تا‮‭۱۳۵۰ C‬با اندازه‌گیری درصد انقباض خطی و چگالی نسبی بررسی شد .بررسی فازی و ریزساختاری نیز مورد ارزیابی قرار گرفت .مطالعه الگوهای پراش اشعه ایکس برای نمونه‌های حاوی ‮‭CaO‬ نشان داد که فازهای عمده در سیستم مذکور شامل -کوردیریت‍ کریستوبالیت و اسپینل بودند .همچنین فاز -کوردیریت به عنوان فاز اول در همه نمونه‌ها در دمای بیشینه تبلور تشکیل شد .نتایج سینترپذیری نیز نشان دادند که بهینه‌صترین شرایط سینترپذیری مربوط به نمونه حاوی ‮‭۵‬ درصد وزنی ‮‭CaO‬ در دمای‮‭۱۳۵۰ C‬است .در ادامه افزودنی ‮‭B۲O۳‬ در مقادیر مختلف به نمونه حاوی ‮‭۵‬ درصد وزنی ‮‭CaO‬ افزوده شد .یررسی رفتار تبلور و سینترپذیری در مورد نمونه‌های حاوی ‮‭۵‬ درصد ‮‭CaO‬ و مقادیر مختلف ‮‭B۲O۳‬ نشان داد که فاز -کوردیریت به عنوان فاز اول تشکیل شد

Cordierite is a desirable crystalline phase for electrical and optical applications due to its suitable physical peroperties such as low dielectric constant at high frequencies and low thermal expansion coefficient. Therefore, the high purity is required for these applications thtat can be obtained its through new ways of production glass-ceramics.In this investigation, sol-gel method was utilized for prepration of glass-ceramics. Accordingly, MgO-Al2O3-SiO2 glass-ceramic was prepared with the primary crystalline phase of cordierite. Metal alkoxide and chloride salts were chosen as the starting materials. Stoichiometric composition was used for selecting the base composition, then CaO and B2O3 were added to stoichiometric cordierite. After preparation of sol and transforming it to dried gel, derived powders were pressed into pellets. Then sintering and crystallization of glass-ceramics were studied using DSC analysis, X-ray Diffraction and I.R. spectroscopy. Moreover, Sintering and crystallization behavior were investigated in the temperature range of 1050?C to 1350?C by measurement of linear shirinkage and relative density. At the end, microstructure of glass-ceramics was investigatedXRD analysis revealed that ?-cordierite, cristobalite and spinel were crystallized in samples containing CaO. ?-cordierite was formed as the main crystalline phase at crystallization peak temperature. Sinterability results indicated that the optimum conditions of sintering is associated with glass-ceramic containing 5 wt CaO at 1350?C. Therefore, different weight percentages of B2O3 were added to composition containing 5 wt CaO. ?-cordierite was also formed as the main crystalline phase in these glass-ceramics

glass-ceramic

sol-gel

cordierite

crystallization

ملک زاده، هلنا

رضوانی، محمد، استاد راهنما

خامنه اصل، شاهین، استاد راهنما

شعبانی، بهروز، استاد مشاور

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی