بررسی اثر دمای کلسینه بر خواص ساختاری، ارتعاشی، نوری و رئولوژی نانوذرات زیرکونیا

در بین سرامیک های پیشرفته دی اکسید زیرکونیوم، zro2، یا زیرکونیا به سبب ویژگی های منحصر به فرد، توجه روزافزونی را به خود جلب کرده است. مقاومت شیمیایی بسیار خوب، دیرگدازی، رسانایی یونی، طبیعت پلی مورفی، استحکام مکانیکی خوب، مقاومت بالا در برابر ترک خوردن، سختی، رسانایی حرارتی کم به همراه ضریب انبساط حرارتی بالا و گاف انرژی وسیع، ثابت دی الکتریک بالا، پایداری حرارتی خوب و مقاومت در برابر شوک حرارتی از جمله ویژگی های این سرامیک می باشند. به علاوه سازگاری زیستی خوب، این امکان را به زیرکونیا می بخشد که به عنوان مواد ترمیمی دندان به کار برده شود. اکسید فلزی زیرکونیا با داشتن خواص سودمند، پتانسیل عظیمی برای کاربردهای ساختاری، الکترونیکی و شیمیایی است. در فشارهای معمولی، زیرکونیا سه پلی مورف مشخص دارد: منوکلینیک، تتراگونال و مکعبی. از نظر ترمودینامیک در دمای اتاق فرم مونوکلینیک پایدار می باشد ولیکن این فرم در دمای °c 1170 بصورت برگشت پذیر به ساختار تتراگونال تبدیل می شود. این تبدیل با انقباض حجمی 3 تا 5 درصدی همراه است. روش های زیادی برای تهیه ی نانوپودر زیرکونیا با مساحت سطح بالا و با توزیع یکنواخت اندازه خلل و فرج بکارگرفته شده اند. در بین روش های تهیه، ماکروویو مزایای زیادی دارد که از جمله ی آن ها می توان حرارت دهی یکنواخت و سریع و به تبع افزایش چشم گیر سرعت واکنش، بازده ی بالا، خلوص بالا و تشکیل سریع نانوذرات با توزیع اندازه ی محدود و بدون تجمع قابل توجه را نام برد. در این پایان نامه، تحقق چهار هدف اصلی دنبال می شود. نخستین هدف، تهیه ی نانوذرات اکسید زیرکونیوم با استفاده از روش مایکروویو است که در آن زیرکونیوم اکسی نیترات به عنوان ماده ی اولیه به-کار گرفته شده و رسوب حاصل به منظور ایجاد نمونه های مختلف، در دماهای متفاوت کلسینه شده است. هدف دوم، مشخصه یابی پودرهای بدست آمده توسط پراش اشعه ی ایکس، میکروسکوپ الکترونی عبوری، طیف سنجی تبدیل فوریه ی مادون قرمز، طیف سنجی رامان، طیف سنجی مادون قرمز دور و طیف-سنجی جذبی فرا بنفش-مرئی و بررسی اثر دمای کلسینه در خواص ساختاری، ارتعاشی و نوری نمونه ها با استفاده از این روش ها می باشد. سومین هدف این پایان نامه، اندازه گیری خواص نوری نانوذرات زیرکونیا یا به عبارتی تعیین گاف انرژی نمونه ها با استفاده از طیف های جذبی فرا بنفش- مرئی آن ها می باشد. در نهایت، این مطالعه به بررسی ویسکوزیته ی نانوسیال زیرکونیا-اتیلن گلیکول در دماها، کسر حجمی ها و سرعت برشی های مختلف می پردازد.