بخشی از مقاله
چکیده
در این پژوهش، ذرات نانومتري اکسید روي با فرایند مکانوشیمیایی و پخت پس از آن تهیه شد. نخست نانو ذرات اگزالات روي - ZnC2O4.2H2O - با فرایند مکانوشیمیایی حالت جامد و با آسیاب کاري مواد اولیه ي Zn - CH3COO - 2.2H2O وH2C2O4.2H2O به مدت 90 دقیقه در دماي اتاق به دست آمد. سپس پودر به دست آمده در دماهاي گوناگون از 350 تا 500 درجه سانتیگراد گرما داده شد و پودر نانومتري اکسید روي در کمینه دماي 375 درجه سانتیگراد به دست آمد.
الگوي پراش پرتو ایکس نشان می دهد که نانوذرات اکسید روي در ساختار بلورین شش گوشی - وورتسایت - تشکیل شده اند. میانگین اندازه ذرات اکسید روي با توجه به دماي پخت بین 16تا 25 نانومتر به دست آمد. انرژي فعال سازي براي رشد بلورك هاي اکسید روي از فرمول اسکات محاسبه شد. مشخصه جریان-ولتاژ اکسید روي نانومتري تک فاز تهیه شده دردماي 375 ºC به دست آمد و گاف انرژي آن با رسم LnR بر حسب 1/T محاسبه گردید.
مقدمه
اپتیکی و نیز پایداري مکانیکی و شیمیایی بالا، سمی نبودن و اکسید روي - - ZnO، یک نیم رساناي گروه II-VI، با گاف فراوانی آن در طبیعت، اکسید روي در صنایع الکترونیک و اپتو انرژي مستقیم استکه رسانندگی نوعn را از خود نشان می دهد الکترونیک کاربرد فراوانی یافته است.[4] از کاربردهاي این ماده وانرژي اکسیتون 60 meV دارد2]وZnO .[1 یک ماده منحصر به می توان به مبدل هاي الکترو اکوستیکی فرکانس هاي بالا[5]، فرد است که هر سه ویژگی نیم رسانایی، پیزوالکتریک و دیودهاي نورگسیل فرابنفش و دیودهاي لیزري[6]، آینههاي پیروالکتریک را هم زمان دارد.
[3] به دلیل ویژگی هاي الکتریکی و گرمایی، وسایل پیزو الکتریک، صفحات LCD و سیستم هاي گرما نوري چند لایه[4]، حسگرگازها[3]، حسگرفشار[7] اشاره کرد. اکسید روي، همچنین به دلیل دارا بودن مشخصه جریان-ولتاژ غیر خطی براي ساخت وریستور به کار میرود.[8] براي کاربرديکردن نانو مواد، باید به دنبال روش هاي مؤثر و ساده براي تهیه ي آنها در مقیاس زیاد و با کمترین هزینه بود. اکسید روي نانومتري با چندین روش مانند: سل-ژل، هم رسوبی، اسپري پیرولیسیس و مکانوشیمیایی[9]، تولید می شودکه در این بین، فرایند مکانوشیمیایی حالت جامد، روشی مؤثر، ساده و کم
هزینه می باشد. دراین تحقیق، اکسید روي با روش مکانوشیمیایی وسپس عملیات گرمایی، تهیه می شود.
فرایند هاي آزمایشی
دراین پژوهش، براي تهیهي پودر تک فاز اکسید روي - ZnO - ، 0/1 مول استات روي - - Zn - CH3COO - 2.2H2O با 0/12 مول اسید اگزالیک - H2C2O4.2H2O - ، - هردو محصول شرکت مرك آلمان با درصد خلوص - 99/5 با استفاده از ترازوي دیجیتال با دقت یک میلی گرم توزین و در یک هاون چینی به مدت 90 دقیقه در دماي اتاق با یکدیگر به صورت دستی مخلوط و ساییده شد. مخلوط به دست آمده در دماهاي بین 350 تا 500 درجه سانتیگراد به مدت 2 ساعت پخته شدتا فاز خواستهي ZnO به دست آمد.از نظر استکیومتري نسبت برابري از استات روي و اسید اگزالیک نیاز است. اما براي اطمینان از انجام کامل واکنش، اسید اگزالیک بیشتري برداشته شد.
این اسید اضافه به هنگام پخت مخلوط از محیط خارج میگردد. الگوي پراش نمونه ها با یک دستگاه پراش سنج پرتو ایکس مدل D8 ساخت شرکت Bruker آلمان با لامپ مسی با طول موج λ =1/5406 Å به دست آمد و فازهاي به دست آمده با مقایسه با کارت هاي استاندارد پراش سنجی مشخص شدند. ثابت شبکه نیز از برنامه Tunecell که بخشی از نرم افزار Evaluation نصب روي دستگاه پراش سنج پرتو ایکس است، به دست آمد.
نتیجه ها و تعبیر
به هنگام سایش مواد اولیه، واکنش بین ذرات Zn - CH3COO - 2.2H2O و H2C2O4.2H2O به سرعت روي داده، با آزاد شدن CH3COOH بوي گاز اسید استیک حس می شود. در پی سایش، همچنان که فرایند مکانوشیمیایی به آخر می- رسد، بوي اسیداستیک کمتر می شود.
