بخشی از مقاله
چکیده:
با توجه به کاربرد بسیار وسیع پودر ترکیبات - COAl2O4 - به عنوان تقویت کننده سرامیک و رنگهای صنعتی در کاربرد های فضایی، حرارتی، صنایع نظامی، صنایع الکترونیک و همچنین جاذب ها و پیش ماده کاتالیست ها در صنایع نفت، گاز، نیروگاهی و پتروشیمی و کاربردهای بسیار دیگر پژوهشگران دنیا به دنبال بهبود بخشیدن به سطح و همچنین تعیین اندازه ذرات در سطح نانو مواد می باشند.
در این روش نانو ذرات اسپینل کبالت به روش سولوترمال مورد سنتز قرار گرفته اند و با کمک آنالیزهای SEM و TEM مورفولوژی و خلوص نمونه اسپینل سنتز شده مورد ارزیابی قرار گرفت. در نهایت کاربرد این ترکیب به عنوان عامل افزاینده در سرامیکهای مورد استفاده در جداره داخلی کورههای حرارتی و رنگ پوشش داده شده جداره خارجی کورههای حرارتی مورد بررسی قرار گرفت.
مقدمه:
آلومینات کبالت - COAl2O4 - یکی از مواد پرکاربرد در صنایع بویژه بعنوان موواد نسووز، سنسوورهای رطوبت، سرامیکهای شفاف و همچنین کاربردهای نظامی - در ساخت زرهها - می باشد و دالیل ایون امور بوه خاطر دمای ذوب باال 2135 - درجه سانتی گراد - ، ضریب انبساط حرارتی پایین، مقاومت شیمیایی، مکوانیکی و حرارتی باال می باشد.[1] از این رو مطالعات زیادی بر روی روشهای سنتز این ترکیوب کوه شوامل روش سیترات-نیترات - citrate-nitrate - ، تکنولوژی سول-ژل - sol-gel - ، روش همرسووبی - coprecipitation - ، روش واکونش حالووت جاموود - solid state reaction - بووین CoO و Al2O3 ، روش آسوویاب کووروی - ball - milling بکار رفته است.
در میان روشهای شیمیایی مرطوب - wet chemical routes - ، روش احتراق بخاطر فرایند مناسب و دارای پایلوت آزمایشگاهی ساده، کاهش زمان واکنش و تولید محصوول بوا خلووص باال بعنوان روشی اقتصادی و موثر می باشد، اما این روش باعث تشکیل اسپینل با سوطح ویوژه کوو خواهود شد.[2] روش سلوترمال می تواند باعث تشکیل اسپینل با ساختار نانو و سوطح ویوژه بواالتر گوردد.در ایون تحقیق هدف بدست آوردن بهترین نوع حالل و شرایط واکنش برای سنتز نانوساختارهای اسپینل COAl2O4 می باشد.
کاربرد فرآیند هیدروترمال و سولووترمال:
۱-نانو اکسیدهای فلزی تولید شده در این روش به صورت گسترده ای در صنعت نفت به عنوان کاتالیزور و در صنعت الکترونیک به عنوان نیمه هادی ها و یا فوق هادی ها کاربرد دارند.
۲-مواد نانو ساختار تولید شده با این روش استفاده وسیع در تکنولوژی مربوط به دانش نور - - Optic، کاتالیست ها، سرامیک ها، ذخیره داده های مغناطیسی، بیوپزشکی، بیوفتونیک و ... دارند.
۳-فناوری هیدروترمال نه تنها در فرآیند تک پاشنده و نانو مواد همگن زیاد کمک می کند بلکه یکی از جذاب ترین روش ها برای تولید موادهای نانوهیبرید و نانو کامپوزیت ها ست.
۴-از فرآیند هیدروترمال و سولووترمال برای تولید نانوذرات سولفید فلزی مثل-Cds- Ag2s-Ins2-Fes2 Mos-Pbs-Zns-Cus-Nis-Nis2 و سنتز نانو مواد کربنی مثل گرافیت و الماس و نانو لوله های کربنی و ... استفاده می شود.
از فرایند هیدروترمال جهت تولید نانو فلزات خنثی مثل - طال ونقره وپالتین - و فلزات مغناطیسی مثل Co - ،Ni، - Fe و آلیاژهای فلزی - مثلFept، - Copt و چند الیه ها - مانندCo/Pt، - Co/Cu به دلیل خواص آن ها و پتانسیل کاربرد آن ها به عنوان مواد پیشرفته با خواص الکترونیکی و مغناطیسی و نوری و حرارتی و کاتالیستی استفاده می شود. امروزه این روش به عنوان یکی از روش های بسیار موثر شیمی نرم در تولید مواد پیشرفته مانند ذرات نازک یا نانو مواد با کنترل اندازه و شکل محسوب میشود.
آنالیز پراش XRD نانوذرات اسپینل : برای شناسایی فازها و تعیین مشخصات کریستالوگرافی نانوذرات اسپینل سنتزشده، آنالیز XRD انجام شده است. برای آنالیز پراش XRD از یک دستگاه پراشسنج B8 ADVANCE, BRUKER - ساخت آلمان - با مولد آند دوار و آشکارساز تکفام با استفاده از اشعه CuK و طول موج 1/54 آنگستروم واقع در دانشکده مکانیک دانشگاه شیراز استفاده شده است. با استفاده از نتایج آنالیز پراش XRD و استفاده از رابطه شرر1 اندازه تقریبی ذرات کریستالی نانوذرات اسپینل به دست آمده است.
- آنالیز FTIR نانو ذرات اسپینل: برای آنالیز FTIR از یک دستگاه طیف سنج مدل RAYLEIGH-WQF-510 FTIR واقع دردانشگاه ازاد اسالمی واحد علوم تحقیقات واحد کرمانشاه با 15 بار اسکن برای آنالیز هر یک از نمونهها و در محدوده طول موج 400-4000cm-1 مورد استفاده قرار گرفته است.
مورفولوژی نانوذرات اسپینل: برای مشاهده مورفولوژی نانوذرات اسپینل ، از آشکارسازی دینامیک پراکندگی نور با استفاده از SEM - میکروسکوپ الکترونی روبشی - مدل HITACHI S-4160 - Vacc=25 kv - واقع در دانشکده مواد دانشگاه تهران بهره گرفته شده است.
