سنتز نانو کامپوزیتهای انرژی زا با استفاده از روش سل ژل و بررسی پارامترهای موثر برآن

در این تحقیق نانو ذرات اکسید آهن با روش سل ژل با بکار بردن نمک آهن 9 آبه fe(no3)3.9h2o ،اتانل با خلوص بسیار بالا و پروپیلن اکساید به عنوان عامل ژلاسیون سنتز شدند، سپس ژل حاصل شده با اتانل خالص به وسیله سوکسله به مدت 4 روز شستشو داده شد. بعد ژلهای حاصله به مدت 6 روز در آون خلا در دمای 70 درجه سانتیگراد خشک شدند. بر روی پودر حاصله آزمایشات sem، tem، edx، ftir، bet وآنالیز حرارتی انجام شد، که با انجام این آزمایشات حضور آب ،اکسید آهن آمورف?- fe2o3، fe(oh)3، -feo(oh) ? و مقداری fe2o3 - ? نیز تائید می شود. این ذرات کروی شکل هستند. به دلیل فعالیت و سطح مقطع بسیار بالا ،تمایل شدیدی به کلوخه ای شدن دارند. سپس مقداری از این نانو ذرات در دمای 410 درجه سانتیگراد کلسینه شدند. این کار جهت بالا بردن خلوص اکسیدایزر انجام شدکه با این کار اندازه ذرات درشتتر میشود . در این حالت خلوص نانو اکسید سنتز شده مطابق تستهای آنالیز حرارتی حدود 96% است و ترکیب بیشتر شامل fe2o3 -? می باشد. مقداری نانو اکسید نیز در دمای 120 درجه سانتیگراد خشک شده، این کار برای خروج تنها آبهای پیوندی که در ذات روش سل ژل هستند، انجام شد. در این حالت پودر حاصل شده دارای ذراتی کوچکتر از اکسیدایزر410 درجه سانتیگراد هستند، ولی ناخالصیهای بیشتری نسبت به آن دارد و ترکیب بیشتر شامل fe2o3-? است. درشتتر شدن ذرات با افزایش دما، از طریق تست bet اثبات میگردد. خلوص نانو اکسید سنتز شده در دمای 120 درجه سانتیگراد حدود 79% می باشد. این دو نوع نانو اکسید با نانو ذرات آلومینیم با اندازه ذرات حدود 100 نانومتر از طریق اولتراسونیک پراب دار به مدت 60 ثانیه در نرمال هگزان مخلوط شدند و با این دو نوع اکسیدایزر(نانو اکسید آهن)سه حالت نسبت استوکیومتری، سوخت کمی غنی و سوخت غنی تهیه و بررسی شد.آزمایشات sem، tem، dta وxrd جهت بررسی نحوه پراکنده شدن ، مورفولوژی و سایز ذرات ،دمای واکنش و محصولات نهائی واکنش انجام شد. همینطور نانو کامپوزیتهائی با سوخت دوسایزی میکرو ونانوآلومینیم سنتز و بررسی شد. بر روی کلیه کامپوزیتهای سنتز شده ،آزمون semانجام شد که مشخص میشود کامپوزیتی که سوختش 100% نانو باشد بهتر و یکنواختتر در همدیگر پراکنده میشوند ، نسبت به وقتی که سوخت با سایز میکرون نیز موجود باشد. همینطور ذرات نانو اکسید آهن که در دماهای 120 و 410 درجه سانتیگراد حرارت دیدند، ساختارشان از آمورف کروی به کریستالهای مکعبی و گوشه دار تغییر میکند، که در تصویر sem نانو کامپوزیت مشخص هستند. با انجام تست tem ،که از ساختار داخل نمونه عکس گرفته میشود، مشخص میگرددکه سایز ذرات سنتزشده در دمای 120 درجه سانتیگراد ، زیر nm 200 هستند و در اثر حرارت دهی این ذرات تجمع میکنند و توده هائی با شکلهای مکعبی و گوشه دار را تشکیل میدهند. با آزمون dta ، مشخص میشود دمای واکنش نانو آلومینیم با اکسیدایزر بین 600-500 درجه سانتیگراداست وبا انجام تست xrd محصولات اصلی واکنش، آهن و اکسید آلومینیم ارزیابی میشوند. با انجام تست آتشزائی و طول شعله حاصل شده ، مشخص میگردد که کامپوزیتهائی با سوخت کمی غنی طول شعله بیشتر و سرعت سوزش بالاتری دارند. و در مورد کامپوزیتهائی با سوخت دو سایزی هر چه درصد نانو آلومینیم در سوخت بیشتر میشود،سرعت سوزش افزایش می یابد.