ساخت اولین نانوکامپوزیت زیرکونیای تتراگونال-نانولوله‌کربنی به روش سل-ژل در کشور
به گزارش ایسنا، علی احمدی، دانشجوی دکتری مواد در پژوهشگاه مواد و انرژی و مجری این طرح در این خصوص گفت: در این طرح ضمن استفاده از عوامل کنترل فرآیندهای هیدرولیز و تراکم، مانند استیل استون بعنوان عامل کمپلکس زا و همچنین pH محیط واکنش، شرایط بهینه عامل دار کردن نانولوله‌های کربنی بوسیله فرآیندهای اسیدی درجهت پراکنده سازی مناسب آنها در محیط واکنش مورد استفاده در فرآیند سل-ژل نیز مورد تحقیق قرار گرفت.
وی افزود: تاثیر وجود نانولوله‌های کربنی در بهبود خواص مکانیکی کامپوزیت نهایی با استفاده از مقادیر مختلف آنها در محدوده 2-0.5 درصد وزنی مورد ارزیابی قرار گرفت. با توجه به ماهیت پودر نانوکامپوزیت بدست آمده از نظر نانوساختار بودن ماتریس زیرکونیایی و همچنین وجود نانولوله‌های کربنی، از فرآیند سینترینگ SPS برای ساخت قطعه نهایی کامپوزیت، بمنظور تسریع فرآیند سینترینگ و بالطبع به حداقل رساندن آسیبهای احتمالی به نانولوله‌ها استفاده شد.
این پژوهشگر ادامه داد: طی مراحل مختلف سنتز پودر و ساخت قطعه کامپوزیت از تکنیکهای گوناگون آنالیز و مشخصه‌یابی مواد مانند XRD، SEM، FTIR، TEM،STA و غیره بمنظور ارزیابی فرآیندها از طریق تعیین مشخصه‌های ساختاری محصولات بدست آمده در هر مرحله استفاده شد.
احمدی خاطرنشان کرد: نتایج نشان داد که علیرغم کنترل فرآیندهای هیدرولیز و تراکم توسط عامل کمپلکس‌زای استیل استون و تشکیل فاز پایدار YSZ در شرایط اسیدی ملایم، پودر زیرکونیای بدست آمده سینتر پذیری لازم برای ساخت قطعه مناسب را ندارد. در مقابل، استفاده از شرایط بازی محیط واکنش در فرآیند سل-ژل، منجر به تهیه پودر زیرکونیا با کیفیت مناسب از نظر اندازه و شکل ذرات و همچنین سینتر پذیری بمراتب بهتر می‌شود.
وی افزود: بررسی ریز ساختار و خواص مکانیکی نمونه‌های سینتر شده مربوط به شرایط بازی در دمای 1400 درجه سانتیگراد و فشار MPa 25، حاکی از پخش همگن نانولوله‌های کربنی در ماتریس زیرکونیایی حاوی 0.5 درصد نانولوله‌های کربنی و همچنین افزایش 24 درصدی تافنس شکست نسبت به زیرکونیای خالص است که با افزایش درصد وزنی نانولوله‌های کربنی، تافنس شکست کاهش می‌یابد.
احمدی یادآور شد: نتایج این بررسی همچنین نشان داد که دانسیته و سختی کامپوزیتها در تمامی موارد، روند کاهشی را نشان می‌دهد. بررسی‌های سطح شکست توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که مد شکست به صورت ترکیبی از شکست بین دانه‌ای و داخل دانه‌ای است و مکانیزم‌های چقرمگی نظیر پل زنی ترک توسط نانولوله کربنی و بیرون زدگی نانولوله کربنی در سطوح شکست و پولیش شده نمونه‌ها مشاهده شد.
دکتر امیر علی یوزباشی، عضو هیات علمی پژوهشگاه مواد و انرژی به عنوان استاد راهنمای این پژوهشگر در خصوص نتیجه این طرح اظهار کرد: بطور کلی آنچه که از نتایج تحقیق حاضر و همچنین نتایج دیگر محققان در این زمینه که از روش‌های دیگری برای سنتز نانوکامپوزیت زیرکونیای تتراگونال-نانو لوله کربنی استفاده کرده‌اند، بر می‌آید که هنوز نقش برخی عوامل تاثیرگذار و مهم دیگر مانند ماهیت نانولوله‌های کربنی از نظر ساختاری در ساخت این نانوکامپوزیت بررسی نشده‌اند.
وی خاطرنشان کرد: بنابراین به منظور افزایش بهتر و هدفمندتر خواص مکانیکی این نانوکامپوزیت‌ها، تاثیر چنین عواملی نیز باید در آینده مورد ارزیابی قرار گیرد.
بر اساس این گزارش، این طرح در قالب رساله دکتری رشته مواد به راهنمایی دکتر امیر علی یوزباشی و دکتر احمد نوزاد در پژوهشگاه مواد و انرژی صورت گرفته است.
No tags for this post.
