تجزیه و احیای آلومینوترمی آمونیوم پاراتنگستات به روش مکانوشیمیایی

در این تحقیق روشی جدید برای تبدیل آمونیوم پاراتنگستات (apt) به کامپوزیت آلومینا- تنگستن ارائه شده است. در این روش تجزیه و احیای apt به طور همزمان و در طول آسیاکاری اتفاق می افتد. بدین منظور از فلز آلومینیم (al) به عنوان عامل احیاکننده استفاده شده است. در مرحله ی اول، با توجه به مجموع واکنش های تجزیه و احیای apt، دو پودر apt و al با نسبت مولی 24:1 مخلوط و در زمان های مختلف آسیاکاری شدند، سپس از آزمون های xrd و ft-ir به منظور بررسی روند پیشرفت واکنش ها استفاده شد. نتایج نشان داد که پس از 25 دقیقه کار مکانیکی، واکنش احتراقی در سیستم با وقوع هم زمان واکنش های تجزیه و احیا اتفاق می افتد. همچنین مشاهده شد که قبل از وقوع احتراق، al با آب تبلور apt واکنش می دهد. بر این اساس قسمتی از واکنش های تجزیه ی apt قبل از احتراق صورت گرفته است، به طوری که با مصرف al باعث کمبود آن در واکنش احتراقی و عدم تکمیل آن می شود. در ادامه ی کار جهت تفکیک واکنش هایی که به صورت احتراقی انجام می شوند و همچنین اثر فعال سازی مکانیکی بر این واکنش ها از آزمون dta استفاده شد. پیک های به دست آمده از آزمون dta مربوط به مخلوط پودرهای apt و al نشان دادند که طی حرارت دهی در اتمسفر آرگون، ابتدا apt به اکسید تنگستن تبدیل می شود و سپس در دمای 1020 تا c°1097 توسط al مذاب احیا می شود. این در حالی است که آزمون dta همین نمونه بعد از 20 دقیقه آسیاکاری نشان داد که دمای واکنش اکسید تنگستن با al تا دمای ذوب al کاهش یافته است. ادامه ی فعال سازی سبب می شود که واکنش های تجزیه و احیا به صورت هم زمان در طول آسیاکاری رخ دهد. در مرحله ی دوم این تحقیق، مقدار al اولیه با توجه به واکنش آن با آب تبلور apt قبل از احتراق، 07/26 مول انتخاب شد و آسیاکاری تکرار گردید. نتایج نشان داد که در این حالت واکنش های تجزیه و احیا به طور کامل انجام می شوند و پودر کامپوزیتی آلومینا-تنگستن پس از 25 دقیقه کار مکانیکی به دست می آید. بر اساس نتایج xrd، اندازه ی دانه های تنگستن به دست آمده بعد از احتراق 60 نانومتر محاسبه شد که با افزایش زمان آسیاکاری تا 10 نانومتر کاهش می یابد. تصاویر sem و نتایج psa نشان دادند که در طول آسیاکاری با افزایش زمان، ذرات ترد apt ریز می شوند، در ذرات نرم al فرو می روند و توده هایی را تشکیل می دهند. این توده ها به تدریج رشد می کنند تا زمانی که احتراق اتفاق بیفتد. محصول احتراق توده های متخلخلی از آلومینا با ذرات تنگستن می باشد که با افزایش زمان آسیاکاری به پودر کامپوزیتی آلومینا-تنگستن تبدیل می شوند.