بررسی رفتار سینتر پذیری و تبلور شیشه سرامیک بر پایه ولاستونیت در سیستم cao-sio2-mgo

چکیده: شیشه سرامیک های بدست آمده از تبلور ترکیبات شیشه در سیستم سه تایی cao-sio2-mgo خواص شیمیایی و مکانیکی خوبی از خود نشان داده اند. به همین دلیل این مواد برای کاربردهای زیادی مناسب هستند. همچنین به عنوان یکی از سیستم های شیشه سرامیک با ویژگی های دی الکتریک مطلوب شناخته شده اند. در این پژوهش رفتار تبلور و سینترپذیری شیشه سرامیک سیستم cao-sio2-mgo مورد بررسی قرار گرفت. به منظور انتخاب ترکیب شیشه مبنا از ترکیب استوکیومتری ولاستونیت و درصدهای مختلف mgo استفاده شد. با انتخاب ترکیب مبنا و افزودن اکسیدهای zno و fe2o3 در مقادیر مختلف به عنوان کمک ذوب و جوانه زا، ترکیب شیشه سرامیک مناسب از نظر تبلور مورد بررسی قرار گرفت. ساختار ترکیب های مختلف شیشه با استفاده از آنالیز ftir بررسی شد. بررسی تبلور شیشه سرامیک دارای افزودنی های مختلف، با آنالیز گرمانگاشت dta، پرتو اشعه ایکس (xrd) مورد ارزیابی قرار گرفت. سینترپذیری و تبلور شیشه سرامیک ها در محدوده دمای 790 تا oc 910 با اندازه گیری درصد انقباض خطی و چگالی نسبی مورد ارزیابی قرار گرفت. بررسی فازی، ریزساختاری و اندازه گیری خواص دی الکتریک نیز مورد ارزیابی قرار گرفت. در ترکیب های شامل 3 و 5 درصد افزودنی های znoو fe2o3، فاز آکرمانیت بیشتری تشکیل شده که از ویژگی های دی الکتریک ضعیف تری برخوردار شد. در نتیجه ترکیب های بهینه شامل شیشه پایه حاوی %wt 1 zno و %wt 1fe2o3 به عنوان بهینه ترین ترکیب ها با بیشترین مقدار فاز ولاستونیت انتخاب شدند. شیشه سرامیک حاوی %wt 1 fe2o3 سینترپذیری مطلوب تری نسبت به شیشه سرامیک های شیشه پایه و حاوی %wt 1 zno نشان داد. همچنین این ترکیب پایین ترین اتلاف دی الکتریک را نسبت به ترکیب های دیگر نشان داد. ترکیب حاوی %wt 1 zno بعلت دانسیته نسبی پایین تر ثابت دی الکتریک پایین تری را نشان داد. دمای oc830 به عنوان دمای بهینه سینترینگ دارای بالاترین مقدار دانسیته نسبی و انقباض خطی انتخاب شد. در این دما، شیشه سرامیک های حاوی %wt 1 fe2o3 و %wt 1 zno در محدوده فرکانس 12-8 گیگاهرتز به ترتیب ثابت دی الکتریک و اتلاف دی الکتریک 96/6، 0014/0 و 28/6، 004/0 را نشان دادند. ثابت دی-الکتریک ترکیب های مختلف شیشه سرامیک در دماهای مختلف در محدوده 51/7-53/5 و اتلاف دی الکتریک 007/0-0014/0 بدست آمد.