پژوهشگران دانشگاه آزاد واحد نجف آباد و واحد شهرضا با تغییر دقیق نسبت Si/Al موفق به دستیابی به مخلوط (SiO2-Al2O3-C) در اشل اتمی و در اندازه نانو برای سنتز مواد غیر اکسیدی شدند.
سنتز مواد غیر اکسیدی در ابعاد نانو در دانشگاه آزاد
پژوهشگران دانشگاه آزاد واحد نجف آباد و واحد شهرضا با تغییر دقیق نسبت Si/Al موفق به دستیابی به مخلوط (SiO2-Al2O3-C) در اشل اتمی و در اندازه نانو برای سنتز مواد غیر اکسیدی شدند. از دستاورد‌های این تحقیقات می‌توان در بهبود عملیات زینترینگ با استفاده از سیالون سنتز شده در ساخت بدنه‌های سرامیکی و در امکان سنتز پایه جهت کاتالیست‌هایی در درجه حرارت بالا و یا در شرایط شدیدا خورنده کار می‌کنند، استفاده کرد.
تغییر دقیق نسبت Si/Al در نانوکامپوزیت (SiO2-Al2O3-C)، از شاخص‌های منحصربه‌فرد نانوکامپوزیت Al-SBA-15 جهت سنتز SiAlON به‌وسیله‌ی فرآیند احیای کربوترمال و نیتریداسیون بوده است که هدف از انجام این کار تهیه نانو سایز غیر اکسیدی که کاربرد آن می‌تواند به عنوان افزودنی برای بهبود زینترینگ باشد نام برد.
مواد مزوحفره به دلیل ویژگی‌های منحصربه‌فردی از قبیل مساحت سطح ویژه بسیار بالا، ساختار منظم و یک شکل، قابلیت اتصال طیف وسیعی از گروه‌های عاملی، قابلیت تنظیم اندازه حفرات کاربردهای بسیاری شامل جداسازی‌های جذبی، فرآیندهای کاتالیستی و غشاها، ساخت سنسورها، وسایل نوری، سیستم‌های الکتریکی و سنتز مواد غیر اکسیدی بسیار مورد توجه قرار گرفته و سیالون به دلیل خواص مناسبی همچون تافنس شکست بالا، استحکام مناسب در درجه حرات بالا، مقاومت در برابر خوردگی، پایداری در برابر شوک حرارتی، بهبود عملیات زینترینگ و مقاومت در برابر اکسیداسیون کاندیدای مناسبی جهت کاربردهای مهندسی بوده و قابلیت استفاده به عنوان قطعات موتور، به عنوان ابزار برش، ماشین کاری، جوشکاری، اکسترود و ریخته‌گری فلزات، به عنوان قطعات مورد نیاز در آب‌بندی اجزاء، یاتاقان و پوشش را دارد.
سارا عباسپور دانشجوی مقطع دکتری رشته مهندسی مواد دانشگاه آزاد واحد نجف آباد در مورد این تحقیقات گفت: «در تحقیق حاضر به جهت اطمینان از حضور Al درون ساختار مزوحفره SBA-15 ابتدا SBA-15 و سپس Al-SBA-15 سنتز گردید. در ادامه برای سنتز سیالون از روش احیای کربوترمال و نیتریداسیون، از نسبت‌های مختلف عامل کربن به‌دست آمده از پلیمرهای پلی ۴- وینیل پیریدین و پلی آکریل آمید به همراه C/Al-SBA-15 در جهت سنتز نانوکامپوزیت Al-SBA-15 پلیمر استفاده گردید. سپس نمونه‌ها در اتمسفر نیتروژن در دمای۱۴۵۰◦C، با نرخ گرمایش (۱۰ min/◦C) و زمان ماندگاری (۳ ساعت) در درجه حرارت ماکزیمم، جهت سنتز SiAlON تحت عملیات پخت قرار گرفتند.»
در بین روش‌های سنتز سیالون به دلیل عدم کنترل دقیق نسبت Si/Al در اشل اتمی عمدتا مقدار پارامتر Z در ترکیب نمونه متفاوت بوده و این در حالی است که با استفاده از نانوکامپوزیت‌های مزوحفره سیلیکاتی و آلاییده با Al این مشکل تا حدودی رفع گردیده است.
عباسپور افزود: « از جمله دستاورد‌های این تحقیقات می‌توان به این چند مورد اشاره کرد: تغییر دقیق نسبت Si/Al، قابلیت به دست آوردن مخلوط (SiO2-Al2O3-C) در اشل اتمی و در سایز نانو برای سنتز مواد غیر اکسیدی، بهبود عملیات زینترینگ با استفاده از سیالون سنتز شده در ساخت بدنه‌های سرامیکی. امکان سنتز پایه جهت کاتالیست‌هایی که در درجه حرارت بالا و یا در شرایط شدیدا خورنده کار می‌کنند.»
وی در مورد زمینه‌های موجود برای ادامه این تحقیقات گفت: «در راستای این قضیه می‌شود میکروحفره و مزوحفره‌های غیر اکسیدی و همچنین کامپوزیت‌های این مواد را با کربن‌های مزوحفره مد نظر قرار داد.»
نتایج این کار تحقیقاتی به‌وسیله‌ی مهندس سارا عباسپور، دکتر امیر عباس نوربخش و دکتر روزبه جواد کلباسی (از اعضای هیئت علمی دانشگاه آزاد واحد شهرضا) و پروفسور مکنزی از دانشگاه ولینگتون نیوزلند درمجله Ceramics International (جلد ۳۹، شماره ۶، آگوست ۲۰۱۳، صفحات ۶۲۹۳-۶۲۹۸) منتشر شده است و جزء یکی از مقالات برتر در حوزه نانو فناوری بوده است.
