امید به كاهش واردات منیزیم

محققان دانشگاه صنعتی شریف با همکاری پژوهشگران دانشگاه توهوکو ژاپن به روشی
اقتصادی برای تولید نانوذرات منیزیم دست یافتند.

برای تولید منیزیم از اکسید آن (منیزیا) چالش‌های فراوانی سر راه پژوهشگران بوده که
به دمای تعادل نسبتا بالای آن، بازگشت واکنش و تولید محصولات ریزدانه و اشتعال‌زا
مربوط می‌شود. حال آنکه با ایجاد سرمایش با نرخ‌های بسیار بالا، می‌توان از بازگشت
واکنش بین محصولات گازی ممانعت به عمل آورد، ضمن آنکه تحت اتمسفر محافظ مناسب،
محصولات نانوساختار را ایجاد کرد.

دکتر محمد نوشه، دانشجوی دکتری مهندسی مواد، در گفتگو با بخش خبری سایت ستاد ویژه‌ی
توسعه‌ی فناوری نانو هدف از انجام این پژوهش را «به کارگیری فرایند آسیاکاری
مکانیکی برای فعال‌سازی واکنش‌گرها» بیان کرد و افزود: «با استفاده از این فرایند،
دمای واکنش به میزان قابل توجهی کاهش می‌یابد و سینتیک واکنش‌ها در محدوده دماهای
کمتر تسریع می‌گردد».

وی در این پژوهش، سینتیک واکنش احیای کربوترمی منیزیا را در فرایند فعال‌سازی
مکانیکی بررسی نموده‌است. به همین منظور مخلوطی از پودرهای منیزیا و گرافیت را به
عنوان ماده‌ی اولیه، انتخاب و در زمان‌های مختلف، تحت فرایند آسیاکاری مکانیکی
پرانرژی قرار داده‌است. همچنین برای مطالعه و بررسی تغییرات ساختاری در نمونه‌ها
نیز از آزمون‌های XRD، Raman Micro، SEM، TEM، EDX، SSA و TGA-DTAبهره گرفته‌است.

نتایج حاکی از آن است که فعال‌سازی مکانیکی، اثر قابل توجهی بر پیشرفت فرایند احیای
کربوترمی منیزیا دارد. همچنین آسیاکاری باعث کاهش قابل توجه دمای شروع واکنش احیا
می‌گردد، که این اثر با توجه به کاهش اندازه‌ی کریستالیت‌های منیزیا به مقیاس
نانومتری، تشکیل فاز گرافیت آمورف و افزایش شدید ناحیه‌ی فصل مشترک بین ذرات پودر
حاصل شده‌است.

دکتر نوشه در پایان تاکید کرد: «روش ارایه شده در این پژوهش، می‌تواند در صنایع
تولید فلزات سبک، نظیر منیزیم مفید واقع شود. از آنجا که این فلز ارزشمند در کشور
تولید نمی‌شود و تامین آن تنها از طریق واردات صورت می‌گیرد، استفاده از روش‌های
حرارتی نظیر احیای کربوترمی به دلیل پتانسیل بالای کشورمان در تامین انرژی می‌تواند
از مزیت‌های اقتصادی بالایی برخوردار باشد».

جزئیات این پژوهش -که با همکاری دکتر حسین یوزباشی‌زاده و دکتر مسعود عسگری از
دانشگاه صنعتی شریف) و دکتر کواتا، دکتر کاوامورا، دکتر کانو، دکتر سایتو، دکتر
کوباتاکه و دکتر فوکویاما از دانشگاه توهوکو ژاپن انجام شده،- در مجله‌ی ISIJ
International (جلد 50، صفحات 672- 668، سال 2010) منتشر شده‌است.