عنوان :

مقاله فرآیند نانو پودرهای آلومنیا و زیرکونیا و به هم فشردن آنها

تعداد صفحات : ۲۳

نوع فایل : ورد و قابل ویرایش

چکیده

پودرهای نانو کریستالی زیرکونیا تقویت شده با اتیریا وآلومینای تقویت شده با منگنز یا با استفاده از عامل چیلات ساکروز و مواد الگو تهیه شدند. در این فعالیت ما روی توسعه ترکیبات تقویت شده آلومنیا و زیرکونیا به شکل نانو پودر و برای بهبود تف جوش آنها تمرکز کردیم.

توزیع هموژن یون های فلز و تعداد زیاد گاز تبدیل شده در حین کلسین شدن کلوخه شدگی را کاهش می دهد. پودرهای زیر کونیای تقویت شده با استیر یا مساحت m²/g 119 با اندازه ذره ای بین ۸۰ و nm200 را دارد، حال آنکه پودرهای آلومینای تقویت شده با منگنز یا مساحت برابر با m²/g 250 و اندازه ذرات بین ۳۰ و nm200 را دارند. با افزایش دمای کلسین شدن، مساحت BET نانو پودرها کاهش می یابد. تحلیل های فازی نشان می دهد که فازهای پودر YSZ، Zro₂ تتراگونال و برای پودر Al₂o₃ – Mgo، –Al₂o₃  است. نتایج ما نشان می دهد که این روش سنتز تطبیق پذیر بوده و می توانیم آنرا روی مواد پایه اکسیدی مختلفی در شکل خالص یا تقویت شده، جایی که مساحت با تغییر شرایط فرآیند قابل تلورانت است، اعمال کنیم.

مطالعات چگالی بخش نشان می دهد که پودرهای YSZ می توانند به %۹۶ از چگالی تئوری پس از تف جوش در C ْ۱۴۰۰ برای ۱ ساعت برسند. چگالی %۹۷ از چگالی تئوری برای پودرهای آلومنیای  تقویت شده با Mgo پس از تف جوش در
C ْ۱۶۰۰ برای ۳ ساعت مشاهده شده در کل هر دو پودر در مقایسه با پودرهای تجاری به علت اندازه ریزترشان، از خود قابلیت تف جوش بهتری نشان می دهند.

واژه های کلیدی: آلومنیا ، پودرهای نانوی زیرکونیا ، چگالی بخشی

فهرست مطالب

چکیده    ۴
مقدمه    ۴
مراحل آزمایش    ۷
آماده سازی پودر    ۷
مطالعات چگالی بخشی    ۱۰
نتیجه گیری    ۱۱
آنالیز فاز    ۱۱
تحلیل سطح ویژه    ۱۳
تحلیل های اندازه ذرات    ۱۷
مطالعات چگالی بخشی    ۱۸
نتیجه گیری    ۲۱
منابع    ۲۳

مقدمه:

چگالی بخشیدن به سرامیک و پودرهای فلز را می توان توسط روش های متعددی مانند افزایش چگالی سبز، کاهش شروع اندازه ذرات پودر، اصلاح توزیع اندازه ذرات و اضافه کردن مواد افزودنی تف جوش بهبود بخشید. در این فعالیت ما روی توسعه ترکیبات تقویت شده آلومنیا و زیرکونیا به شکل نانو پودر و برای بهبود تف جوش آنها تمرکز کردیم.

سطح بسیار بالای این نانو پودرها یکی از کلیدهای ظهور بهبود بخشی پتانسیل چگالی دادن با استفاده از روش های قراردادی و خواص نسبی به خاطر انرژی سطح ذخیره شده بالاتر است. جدا از روش های تف جوش متعارف، محققان برای چگالی دادن به پودرهای نانو با استفاده از روش های غیر متعارف مانند میکرو ویو و تف جوش جرقه- پلاسما و نگهداری ریز دانگی ریز ساختار با خواص مکانیکی بهتر تلاش می کنند. از سرامیک های آلومنیا، منگنز یا (Mgo) به صورت گسترده ای به عنوان مواد افزودنی تف جوش های چگالش بهتر استفاده شده است. اضافه کردن تعداد کمی از Mgo می تواند رفتار خیس شدن دانه های Al₂­o₃ و حرکت کمتر ریزدانه ها که چگالش تف جوش را افزایش می دهد را افزایش دهد. برای زیرگونیا (Zro₂) ، اتیریا (Y₂o₃) را بخاطر پایدار سازی فاز تتراگونال در دمای بالا و جلوگیری از ریزترک و از میان رفتن ذرات فشرده Zro₂، به علت استحاله تتراگونال دمای پایین به فاز مونوکلیک که همراه با تغییر حجم است، اضافه می شود. زیر گونیای پایدار با اتیریا (YSZ) به عنوان یک الکترولیت رایج در سلول سوخت اکسید جامد (SOFC) به علت رسانایی بالای یونی آن در دمای بالا و پایداری حرارتی و شیمیایی مطلوب آن استفاده می شود. معمولاً بین ۶ و ۸ مول % از Y₂o₃ برای عملکرد بهینه استفاده می شود. در کل، آشکار شده است که چگالی  تف جوش هر دو به همان خوبی عملکرد شیمیایی Al₂o₃ و Zro₂ در صورت استفاده از نانو پودرها به عنوان مواد آغازگر می تواند بهبود یابد. روش های متعددی برای سنتز نانو پودرهای سرامیک مانند سل- ژل، احتراق، پلیمریزاسیون و رسوب دهی به کار مر یوند. در تحقیق ما، ساکروز به عنوان ماسو از پیش تهیه شده برای سنتز ۰۵/۵% مول Al₂o₃ تقویت شده با Mgo و ۵/۶% مول نانو پودرهای Zro₂ پایدار شده با اتیر یا به کار گرفته شد. روش سنتز حاضر منجر به توزیع هموژن فلز در محلول شده که ایجاد پودرهایی با اندازه ذرات یکنواخت
می شود. در طی فرآیند پودر سازی در دمای بالا بااستفاده از ساکروز، تشکیل محصول گازی بخاطر تجزیه جرم چلات و تبدیل حرارت و ایجاد پودرهایدرون متخلخل با سطح بسیار زیاد می باشد.دمای ایجاد شده در محل همچنین باعث تشکیل اکسید یون های فلزی می گردد. دیگر عناصر مانند H, C و N به سادگی در طی کلسین شدن در هوا اکسید می شدند. بنابراین، خلوص پودر نهایی زمانی که ساکروز به عنوان عامل چلات و ماده از پیش تهیه شده به کار می رود، هیچ تأثیری نمی بیند. در مطالعه اخیر، ری Mgo – Al₂o₃ و Y₂o₃ – Zro₂ سنتر شدند و این نانو پودرها برای تشکیل مواد فشرده چگال و مطالعه رفتار تف جوش آنها مورد مطالعه قرار گرفته اند.

مراحل آزمایش

– آماده سازی پودر

۵/۶ مول% از پودرهایZro₂ تقویت شده با Y₂o₃ با استفاده از ساکروز با نسبت های مول یون فلز ۱: ۶ ، ۱: ۱۲ ، ۱: ۱۸ و ۱: ۳۰ برای مطالعه اثر تغلیظ ساکروز روی سطح نهایی نانو پودرها سنتز شد. مواد آغاز گرمورد استفاده در این سنتز نیترات های فلزی مانند نیترات های فلزی مانند میترات استریوم از ((Y(No3­))۳ . ۶H2o Alfa Aesar) و هیدات نیترات زیرکونیل از Zro(No3)2, xH2o Aldrich)‌( برای به ترتیب منبع Y‌و Z استفاده شد. برای ۰۵/۰ مول% از Al₂o₃ تقویت شده با Mgo، نسبت یون فلز با ساکروز با استفاده از فرایند ستز مشابه به ۱: ۶ ، ۱: ۱۲ و ۱: ۱۸ تغییر کرد.

مواد آغازگر نیترات آلومینیوم Al(No3=)3.9H2o  و نیترات منیزیم Mg(No₃)₂.6H_­۲o بودند. برای هر دو سیستم، ساکروز به عنوان مالو از پیش تهیه شده بکار رفت.
برای Zro2 تقویت شده با ۵/۶% از ترکیب Y2o3 با نیت یون فلزی به سالوز
۱: ۱۸ ، ۰۰۲۶/۰ مول از Y(No3)3. 6H2o (g9958/0) و ۰۱۸۷/۰ مول از Zro(No3)2.2H2o  (g 2838/6) در ml20 از آب دیونیزه شده برای ایجاد محلول نمک فلزی ترانسپارنت با مقدار استیکیومتری از یون های مخلوط محلول می شوند. محلول ساکروز نیز جداگانه با اضافه کردن ۳۶/۰مول (g228/123) ساکروز در ml90 آب دیونیزه شده تهیه می شود. در محلول میل مخلوط شده و به طور مداوم هم زده شده تا محلول هموژن بدست آید و PH محلول با اضافه شدن اسید نیتریک به ۱ برسد. حرارت دادن متعاقب در C ْ۸۰ برای دو ساعت روی ورق داغ با هم زدن مداوم به یون ها اجازه واکنش با تمام ساکروز را می دهد و منجر به بی رنگ شدن محلول ترانسپارت می شود.

جهت دریافت و خرید متن کامل مقاله و تحقیق و پایان نامه مربوطه بر روی گزینه خرید انتهای هر تحقیق و پروژه کلیک نمائید و پس از وارد نمودن مشخصات خود به درگاه بانک متصل شده که از طریق کلیه کارت های عضو شتاب قادر به پرداخت می باشید و بلافاصله بعد از پرداخت آنلاین به صورت خودکار  لینک دنلود مقاله و پایان نامه مربوطه فعال گردیده که قادر به دنلود فایل کامل آن می باشد .