بررسی تأثیر اندازه ذرات پودر بر ریزساختار، خواص مکانیکی و هدایت الکتریکی سرامیک های سدیم بتا آلومینا

کنترل ریزساختار الکترولیت سدیم بتا آلومینا، مورد استفاده در ساخت باتری‌های سدیم سولفور، برای دست‌یابی به خواص مکانیکی و هدایت یونی مناسب اهمیت زیادی دارد. در این تحقیق تأثیر اندازه ذرات پودر سدیم بتا آلومینا بر ریز ساختار نهایی و خواص این سرامیک بررسی شده است. برای این منظور پودر سدیم بتا آلومینا سنتز شده به روش حالت جامد، برای مدت زمان‌های متفاوت 30 دقیقه، 2، 6 و 10 ساعت تحت آسیا سایشی قرار گرفت. نتایج نشان داد که زمان آسیا تأثیر بسزایی بر تغییر اندازه ذرات اولیه پودر و در نتیجه بر رفتار چگالش، ریزساختار و نهایتاً بر استحکام شکست و هدایت یونی الکترولیت سدیم بتا آلومینا خواهد داشت. با افزایش زمان آسیاکاری از 30 دقیقه به 6 ساعت و کاهش متوسط اندازه ذرات پودر از حدود 2 به 7/0 میکرومتر، رفتار چگالش پودر حاصل به دلیل افزایش نیروی محرکه تف‌جوشی بهبود یافت و منجر به افزایش استحکام شکست و هدایت یونی در دماهای بالا به ترتیب تا حدود 65 و 100 درصد گردید. با افزایش زمان آسیاکاری به 10 ساعت، به دلیل ایجاد ریزساختار غیریکنواخت، افت در خواص مکانیکی و الکتریکی سرامیک سدیم بتا آلومینا مشاهده شد. نتایج این مطالعه همچنین نشان داد که می‌توان رابطه‌ای خطی بین استحکام شکست و دانسیته نمونه‌های تولیدی برقرار نمود.