پژوهشگران ایرانی با همکاری پژوهشگری از ایتالیا با استفاده از روش جدید سل-ژل در زمینه سنتز شیشه- سرامیک نانوکریستال لیتیوم- میکا، موفق به تولید این نانوکریستالها شدند. این ماده سنتزی از خواص برتری چون خواص نوری مناسب، برخوردار بوده و همچنین قابل ماشینکاری میباشد.
روش نوین سنتز نانوکریستالهایی با قابلیت ماشین کاری
پژوهشگران ایرانی با همکاری پژوهشگری از ایتالیا با استفاده از روش جدید سل-ژل در زمینه سنتز شیشه- سرامیک نانوکریستال لیتیوم- میکا، موفق به تولید این نانوکریستالها شدند. این ماده سنتزی از خواص برتری چون خواص نوری مناسب، برخوردار بوده و همچنین قابل ماشینکاری میباشد.
شیشه-سرامیکها، پلیکریستالهای سرامیکیای هستند که با روشهای شناخته شدهای تهیه میشوند. این مواد از جهات گوناگونی دارای مزایایی نسبت به پودرهای سرامیکی هستند. از این رو از کاربردهای متعددی برخوردار هستند.
شیشه-سرامیکهای فلوگوپیت میکا، گروهی از این مواد هستند که فاز میکا در زمینه فاز شیشهای پراکنده شده و یون پتاسیم در فضای بین لایههای میکا قرار گرفته است. این ماده خواص ویژهای از جمله مقاومت حرارتی بالا (تا۸۰۰ درجه سانتیگراد)، عایق الکتریکی و استحکام مکانیکی بالا را داراست. اخیرا نوع جدیدی از این مواد سنتز شده است که به جای پتاسیم از لیتیوم در فضای بین لایههای میکا استفاده شده است.
دکتر محمدرضا توحیدیفر با همکاری دکتر پروین علیزاده از دانشگاه تربیت مدرس، دکتر ریلو از دانشگاه کافسکاری ونیز ایتالیا، دکتر بیژن افتخارییکتا از دانشگاه علم و صنعت و دکتر علیرضا آقایی از پژوهشگاه مواد و انرژی موفق شدند با استفاده از روش سل-ژل، شیشه- سرامیک نانوکریستال لیتیوم- میکا با ابعاد ۱۳ نانومتر را تهیه کنند.
این تیم تحقیقاتی با استفاده از مواد پایهای Mg(NO3)2. 6H2O ، LiNO3، آلومینیوم ایزوپراکسید، NH4F و سل سیلیکا و با استفاده از روشهای مورد نیاز برای سل-ژل، شیشه- سرامیک نانوکریستال لیتیوم- میکا را سنتز کردند که تا به حال گزارشی مبنی بر استفاده از این روش برای سنتز این ماده مشاهده نشده است.
با آنالیزهای مختلف انجام شده، ویژگیهای میکروساختاری نمونه بدست آمده از این روش نوین مورد ارزیابی قرار گرفت و نتایج بدست آمده با نتایج حاصل از نوع سنتز شده در پژوهشهای دکتر تاروتا و همکارانش مقایسه شد.
نتایج آنالیز نشان داد که بلورهای تولیدی در روش نوین سل-ژل کوچکتر از بلورهای تولیدی در روشهای سنتز شده معمول میباشد. همچنین مشاهدات XRD نشان داد تشکیل فاز کریستالی میکا از دمای ۶۷۵ درجه سانتیگراد شروع شده که از استحاله فاز MgF2 به وجود میآید. با ادامه عملیات حرارتی در دماها و زمانهای بالا، فاز میکا به نوربرژیت (norbergite) و سپس به کوندرودیت (chondrodite) تبدیل خواهد شد.
این محققان در ادامه بررسیهای خود با استفاده از مدل پیشنهادی ماروتا، انرژی فعالسازی تبلور و پارامتر آورامی را نیز محاسبه و با استفاده از همین مدل نحوه رشد بلورها را توجیه کردهاند. همچنین از آنجا که در روش سل- ژل بلورها به صورت یکنواخت در داخل فاز شیشه توزیع میشوند، استفاده از این روش باعث هموژن شدن ساختار شیشه-سرامیک میشود که برای ماشینکاری امری لازم و ضروری است.
نتایج این کار تحقیقاتی در مجلهCeramics International (جلد ۳۸، شماره ۴، ماه می سال ۲۰۱۲) منتشر شده است. علاقمندان میتوانند متن مقاله را در صفحات ۲۸۱۳ الی ۲۸۲۱ همین شماره مشاهده نمایند. |