بررسی عوامل موثر بر سنتز و ریزساختار نانوکامپوزیت آلومینا-مولایت سنتز شده به روش سل-ژل

در این کار پژوهشی، نانوپودر کامپوزیت آلومینا با استفاده از کلرید آلومنیوم آبدار و دو منبع تأمین سیلیکا (teos و سیلیکای کلوئیدی) بروش سل-ژل سنتز شد. برای ساخت قرص جهت بررسی تغییر و تحولات ریزساختاری، علاوه بر پرس ایزواستاتیک (cip) و سینتر معمولی از روش sps نیز استفاده شد. خلاصه یافته های این پژوهش به شرح زیر می باشد. 1) با استفاده از teos، آلومینای میانی (گاما و کاپا) در°c800 متبلور شد و در °c1000 به آلومینای آلفا تبدیل شد. در ضمن تشکیل مولایت از °c1000 در حضورآلومینای گاما آغاز شد و در °c1200 تکمیل شد. اما در شرایطی که از سیلیکای کلوئیدی استفاده شد، پیک مولایت در زمینه آلومینا در °c1300 مشاهده شد. در هر دو حالت تجزیه حرارتی مولایت در °c1750 مشاهده شد. 2) سطح ویژه bet و متوسط اندازه ذرات کامپوزیت آلومینای کلسینه شده در °c900 بمدت 2 ساعت به ترتیب m2/g5/0±9/120 و nm27 محاسبه شدند. اما در شرایطی که از سیلیکای کلوئیدی استفاده شد، سطح ویژه bet و متوسط اندازه ذرات کامپوزیت آلومینای کلسینه شده در °c900 بمدت 2 ساعت به ترتیب m2/g4/0±4/105 و nm35 محاسبه شدند. 3) با استفاده از teos ، مولایت درون دانه ای در داخل دانه آلومینا و مولایت بین دانه ای در میان دانه های آلومینا تشکیل شد. اما در شرایطی که از سیلیکای کلوئیدی استفاده شد فقط مولایت بین دانه ای در میان دانه های آلومینا مشاهده شد. 4) تشکیل مولایت درون دانه ای به سبب افت حلالیت سیلیکا صورت گرفت که در حین استحاله فازی آلومینای نیمه پایدار (دارای حلالیت سیلیکا) به آلومینای پایدار (بدون حلالیت سیلیکا) انجام شد. 5) با استفاده از teos، اندازه دانه مولایت درون دانه ای (میانگین اندازه دانهmµ 3/0) کوچکتر از مولایت بین دانه ای (میانگین اندازه دانه mµ 5/0) بود. همچنین اندازه مولایت بین دانه ای کوچکتر از آلومینا (میانگین اندازه دانه mµ5/1) بود. 6) مولایت موجب به تاخیر افتادن چگالش و ممانعت از رشد دانه آلومینا شد. 7) با استفاده از teos در مقایسه با سیلیکای کلوئیدی، دانسیته نسبی و میانگین اندازه دانه افزایش یافتند. دانسیته نسبی و میانگین اندازه دانه های کامپوزیت آلومینا-15 درصد حجمی مولایت، سینتر شده در °c1650 بمدت 2 ساعت، به ترتیب %8/98 و mµ 4/1 بدست آمدند. 8) با استفاده از sps در مقایسه با سینتر معمولی و شرایطی که از teos استفاده شد، منحنی دانسیته نسبی بر حسب دمای سینتر در حدود °c100 به دماهای پایین تر انتقال یافت و اندازه دانه ها کاهش یافتند. میانگین اندازه دانه ها پس از sps در °c1600 و سینتر معمولی در °c1650 به ترتیب mµ5/0 و mµ4/1 محاسبه شدند. 9) استفاده از sps در مقایسه با سینتر معمولی و در شرایطی که از سیلیکای کلوئیدی استفاده شد، منحنی دانسیته نسبی بر حسب دمای سینتر در حدود °c200 به دماهای پایین تر انتقال یافت. دانسیته نسبی و میانگین اندازه دانه پس از sps در °c1600 به ترتیب %3/98 و mµ7/0 محاسبه شدند. 10) بالاترین دانسیته نسبی این کامپوزیت با استفاده از teos و پس از sps در °c1600 بدست آمد که %5/99 بود و میانگین اندازه دانه های آن نسبت به سایر نمونه های سینتر شده (%90<?) کمتر بود.