بخشی از مقاله
مقدمه
در سالهای اخیر توجه بسیاری از محققان به تولید انواع مواد از جمله ذرات فلزک، اکسید هقای فلزک و نمکهای مواد گوناگون در ابعاد نانو جلب شده و در همین راستا نانو مواد زیادک تولید شده است. اما آنچه در این میان اهمیت یافته، تولید نانو ذرات به بهترین روش از میان روشهاک ممکن تولید است. براک انتخاب روشی مناسب براک تولید هر نانو ذره ای باید به پیچیده گی ها فرآیند تولید، پارامترهای تعیین کنند تولید و زمان فرآیند توجه نمود. نانو ذرات اکسید ایتریمر به عنوان یک ماده با خواصی دماک ذوب بالا، پایدارک حرارتی، انبساط حجمی کم و خواصں لومینسنسں.[۱] ، کاربردفاک زیادکا در تولید مواد سرامیکی و ساخت لیزر دارد. امروزه روشهاک مختلفی براک تولید این نانو ذره مانند، روشهاک مرطوب مثل SOl-Gel، [۳]، رونشی Hydrothermal [۳] و روشهای احتراقی [ کI می توان نامر برد. در اغلب این روشهاک از محلول نمک فلز (نیترات یا کربنات) که حلالیت بالایی دارند و کلسیناسیون آن در دماهقاک بالاک نانو ذرات ایتریا تولید می گردد.
Shankar et al به روش SOl-Gel نانو ذرات اکسید ایتریم را تولید کرد که براک کسیناسیون این نانو ذرات از دمای ۸۵۰ درجه سانتی گراد به مدت ۳ ساعت استفاده کرد. همچنینان سایر قسمتهاک فرآیند تولید نیز وقت گیر بوده است. [۵] Mangalaraja et al نیز انواع تکنیکهای احتراقی را بررسی نمودند و جریان آن توانستند با روش های مختلف احتراقی مانند Flash Combustion, citrate-gel decomposition Glycine-Combustion نانو ذرات ایتریا تولید نمایند. در تمام این فرآیندهقا مدت زمان کلسیناسیون ک ساعت و در دمای ۱۱۰۰ درجه سانتی گراد بود. [] Transient Morphology method based on combustion synthensis 33 Mouzon et al را براک تولید ایتریا ارائه نمود که به گفته خود این روش از روشهاک معمول سریعتر است. اما هقمین رونش هقم حداقل نزدیک به ۳۱ ساعت طول می کشد. [V] در این تحقیقات از روش Gel Casting براک سنتز نانو ذرات ایتریا استفاده شده است. روشی که از روشهاک دیگر ساده تر و در مدت زمان کمترک مواد سنتز می گردد. روش Ge-Casting روشی است که تاکنون براک تولید مواد سرامیکی [۸] و هقمچنین براک بعضی از نانو ذرات مانند LaCOO۳ استفاده شده است [I۹ ولی براک تولید نانو ذرات اکسیدهاک فلزک ایتریم تاکنون به کار گرفته نشده است.
روش و آزمایشات:
به منظور روشنتر شدن روش سنتز، مراحل تولید در شکل ۱ شرح داده شده است.
شکل ۱) مراحل تولید نانو ذرات اکسید ایتریم در فرآیند Gel Casting
در این آزمایشی از مواد نیترات ایتریم ( MERK، خلوص ۹۹.۹۹ % )، اکریل آمید ( MERK، خلوص ۹۹.۹۹% )، میتلان بیس آکریل آمید ( MERK، خلوص ۹۹.۹۹ % ) به عنوان اتصال دهنده عرضی ، تیمد MERK, Tetramethylethylenediamine خلوص ۹۹.۹۹ % کاتالیزور واکنش پیلماره شدن و آمونیومر پر سولفات (محلول ۱۰% وزنی) که به عنوان ماده شروع کننده واکنش استفاده شده است. مقدار و ترکیب درصد هرکدام از مواد در جدول ۱ آمده است.
ابتدا اکریل آمید و متیلن بیس اکریل آمید را در آب ریخته و به وسیله همزن مغناطیسی به مدت ۲۰ دقیقه در آب حل می کنیم. سپس نمک نیترات ایتریم را به محلول اضافه می کنیم. پس از حل شدن تمام این اجزا در آب مقدار ۰/۲ میلی لیتر محلول تیمد به محلول اضافه می کنیم. سپس همزن را خاموش کرده و به آرامی آمونیوم پر سولفات رو اضافه می کنیم و واکنش پلیمراسیون آغاز می شود. در مدت ۳۰ ثانیه الی ۱ دقیقه و ۳۰ ثانیه ( بسته به نسبتهاک متیلن بیس اکریل آمید) قالب ژلی تشکیل می گردد و آماده انتقال به کوره است. در نهایت ژلا را به مدت ۲ ساعت در کوره در دماک ۹۵۰ تا ۸۰۰ درجه سانتی گراد قراد داده می شود. به دلیل اینکه در اثر سوزاندن ژل پلمیرک آکریل آمید هیچ گونه خاکسترک باقی نمی ماند، تنها پودر سفید رنگ اکسید ایتریم در ظرف باقی می ماند.
نتایج:
مشخصات فیزیکی، مورفولوژی و خلوص ماده بدست آمده به وسیله SEM ،XRD و EDAX مورد بررسی قرار میگیرد. در جدول ۲ مشخصات نمونه هقا نشان داده شده است.
شکل ۲ نتیجه XRD نمونه N1 ۵۰ ,NV۰ ۰, NV۵۰ و ۸۰۰ N است. همان طور که تصویر نشان میدهد. این ماده در هر چهار دما به خوبی تشکیل شده است.
شکلی ۲: نتیجه تسمت XRD از بالا به پائین ۰ N۸۰ ۰, NV۵۰ ,NV۰ ۰,N lo
از به کار گیرک فرمول شرر (فرمولا ۱) که برای اندازه گیرک اندازه بلور ذره است، معلوم شد که با زیاد شدن دماک کلسیناسیون اندازه بلورهاک ذره هقم بزرگتر شده است. نتایج این محاسبات در جدول ۳ آمده است.
