ساخت نانو غشاءهای سرامیکی از جنس پروسکایت به روش قالب ریزی ژل و بررسی خواص فیزیکی و مکانیکی آن

در این تحقیق، به عنوان اولین قدم در ساخت غشاءهای نامتقارن سرامیکی، پایه نگهدارنده متخلخل به شکل دیسک از جنس ?-آلومینا ( قطر: 12 میلیمتر، ضخامت های متغیر از 2/1 تا 4/3 میلیمتر، اندازه حفره:150نانومتر ، تخلخل باز: 38درصد) به روش قالبریزی ژل آبی بر پایه مونومر آکریل‏آمید ساخته شد و توجه خاصی بر تهیه مخلوط روان غلیظ قابل ریخته‏گری - با درصد بالای بارگذاری پودر آلومینا - اعمال شد. با استفاده از پراکنده‏کننده‏های پلیمری گرانروی مخلوط روان به شدت کاهش یافت. همچنین خشک کردن قطعات خام با استفاده از روش نو و ابداعی موسوم به مایع خشک کننده صورت گرفت. به کمک این روش بسیاری از نواقصی که در هنگام خشک شدن به کمک روشهای مرسوم (استفاده از هوا با شرایط کنترل شده دما و رطوبت) در قطعه ایجاد می‏شود برطرف شده، همچنین مدت زمان خشک شدن به شکل موثری (10 برابر) کاهش یافته است. لایه میانی از پودر نانو آلومینا به روش غوطه وری بر روی پایه نگهدارنده پوشش داده شد. پودر bscfo از روش کمپلکس سیترات-edta تهیه شد و خواص حرارتی پودر bscf، با استفاده از آزمون های tga، dta و dsc بررسی شدند. روش غوطه وری همچنین برای ساخت فیلم نازک و انتخابگر غشاء از پودر bscfo ( از جنس باریم-استرانسیوم-کبالت-آهن و اکسیژن) بر روی لایه میانی مورد استفاده قرار گرفت. پایداری سوسپانسیون مورد استفاده در فرآیند غوطه وری با استفاده از روش ته نشینی مورد بررسی قرار گرفت. از مخلوط های 4 ، 8 ، 12 و 16 درصد حجمی پودر پروسکایت bscfo با اندازه ذرات 42/3 میکرومتر که با استفاده از آسیاب گلوله ای آسیاب شده بود به عنوان لایه انتخابگر استفاده شد. پلی اتیلن گلایکول با درصدهای وزنی متفاوت به عنوان حامل پلیمری در سوسپانسیون ها مورد استفاده قرار گرفت. پایه متخلخل نگهدارنده مدت زمان معینی در سوسپانسیون به حالت ساکن باقی مانده و سپس با سرعت معینی از آن بیرون کشیده شد. تاثیر مقادیر مختلف bscfo ، پلی اتیلن گلایکول و سرعت بیرون کشیدن از درون سوسپانسیون بر روی ضخامت لایه ایجاد شده مورد بررسی قرار گرفت. ضخامت و ریز ساختار لایه غشاء همچنین با استفاده از میکروسکوپ الکترون پویشی و میکروسکوپ نوری مورد ارزیابی قرار گرفت. پس از انتخاب مناسب ترین ضخامت لایه غشاء و اطمینان از بی عیب بودن آن، میزان عبورپذیری گاز از میان غشاء مورد بررسی قرار گرفت. فلاکس نفوذپذیری ماکزیمم از این طریق در حدود (lit/cm2.min) 4-10×2/7 در دمای ?c950 به دست آمده است.