سنتز و شناسایی نانوپودر کاربید سیلیسیم به روش ترکیبی سل-ژل و سینترینگ پلاسمای جرقه‌ای
محورهای موضوعی :
نانومواد
مریم شجاعی بهااباد
1
,
علیرضا چام
2
,
حمید هراتی‌زاده
3
1 - دانشکده مهندسی شیمی و مواد، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران
2 - دانشکده فیزیک و مهندسی هسته‌ای، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران
3 - دانشکده فیزیک و مهندسی هسته‌ای، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران
تاریخ دریافت : 1398/07/09
تاریخ پذیرش : 1398/07/09
تاریخ انتشار : 1398/07/01
کلید واژه:
سل-ژل,
نانوذرات,
پلاسمای جرقه‌ای,
کاربید سیلیسیم,
احیاء کربوترمی,
چکیده مقاله :
نانوذرات کاربید سیلیسیم به یک روش جدید با ترکیبی از روش سل-ژل و سینترینگ پلاسمای جرقه‌ای با استفاده از تترا اتیل اورتوسیلیکات و رزین فنولیک به عنوان مواد اولیه سنتز شدند. بعد از پیرولیز در دمای °C 800 ذرات سیلیکا پوشیده شده با کربن بدست آمدند. عملیات احیاء کربوترمی به کمک پلاسمای جرقه‌ای منجر به تشکیل سریع نانوذرات کاربید سیلیسم در دمای نسبتا پایین °C 1300 شد. اثرات نسبت مولی C/Si در مواد اولیه و دمای عملیات حرارتی بر نانوپودرهای سنتز شده مورد بررسی قرار گرفت. نانوپودرهای کاربید سیلیسیم با استفاده از آنالیز پراش اشعه ایکس (XRD)، طیف‌سنج مادون قرمز (FT-IR)، جذب و واجذب نیتروژن (BET و BJH)، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FE-SEM) و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) بررسی شدند. الگوهای XRD و نوار جذبی Si-C در طیف FT-IR نشان داد ذرات نانومتری کاربید سیلیسیم بعد از عملیات کربوترمی به کمک پلاسمای جرقه‌ای نمونه با نسبت مولی 3= C/Si در دمای °C 1300 به مدت 15 دقیقه بدست آمدند. مطالعات ریزساختاری انجام شده بوسیله SEM/TEM و آنالیز جذب و واجذب نیتروژن نانوپودر سنتز شده نشان داد نانوذرات کاربید سیلیسیم با اندازه کمتر از nm 45 با مورفولوژی شبه کروی و سطح ویژه m2/g 162 بدست آمدند.
منابع و مأخذ:
Yamada, S. Sakaguch, Ceramic Engineering and Science Proceedings, 22, 2001, 215.
Jiang, Z.H. Jin, J.F. Yang, G.J. Qiao, Advanced Materials Research, 105, 2001, 133.
Jin, Y.F. Li, Z.Q. Shi, H.Y. Xia, G.J. Qiao, Materials Science Forum, 848, 2016, 28.
Jiang, Z. Jin, J. Yang, G. Qiao, Materials Science and Engineering, 494, 2008, 203.
Jiang, Z. Jin, J. Yang, G. Qiao, Materials Letters, 62, 2008, 4559.
Kim, B.C. Lee, Y.R. Uhm, W.H. Miller, Journal of Nuclear Materials, 453, 2014, 48.
Jiang, Z. Jin, J. Yang, G. Qiao, Materials Letters, 62, 2008, 4559.
Li, Y. Gao, Q. Yang, W. Pan, Y. Li, Z. Zhong, L. Song, Ceramics International, 41, 2015, 7387.
Li, Y. Gao, W. Pan, Z. Zhong, L. Song, W. Chen, Q. Yang, Ceramics International, 41, 2015, 3918.
Li, Y. Gao, W. Pan, X. Wang, L. Song, Z. Zhong, S. Wu, Ceramcs International, 41, 2015, 27.
Jiang, Z. Jin, J. Yang, G. Qiao, Journal of Materials Processing Technology, 209, 2009, 561.
Inagaki, F. Kang, "Materials Science and Engineering of Carbon", Fundamentals, Second Edition, 2014.
Minakshi, Mater. Chemistry and Physics, 123, 2010, 700.
Popov, S. Chornobuk, V. Vishnyakov, International Journal of Refractory Metals and Hard Materials, 64, 2017, 106.
Lee, R.F. Speyer, Pressureless Sintering of Boron Carbide, 86, 1468.
K. Roy, C. Subramanian, A.K. Suri, Pressureless sintering of boron carbide, 32, 2006, 227.
Thevenot, Nucl. Mater., 152, 1988, 154.
A. Tamburini, Z.A. Munir, Experimental and Modeling Studies, 88, 2005, 1382.
_||_
Yamada, S. Sakaguch, Ceramic Engineering and Science Proceedings, 22, 2001, 215.
Jiang, Z.H. Jin, J.F. Yang, G.J. Qiao, Advanced Materials Research, 105, 2001, 133.
Jin, Y.F. Li, Z.Q. Shi, H.Y. Xia, G.J. Qiao, Materials Science Forum, 848, 2016, 28.
Jiang, Z. Jin, J. Yang, G. Qiao, Materials Science and Engineering, 494, 2008, 203.
Jiang, Z. Jin, J. Yang, G. Qiao, Materials Letters, 62, 2008, 4559.
Kim, B.C. Lee, Y.R. Uhm, W.H. Miller, Journal of Nuclear Materials, 453, 2014, 48.
Jiang, Z. Jin, J. Yang, G. Qiao, Materials Letters, 62, 2008, 4559.
Li, Y. Gao, Q. Yang, W. Pan, Y. Li, Z. Zhong, L. Song, Ceramics International, 41, 2015, 7387.
Li, Y. Gao, W. Pan, Z. Zhong, L. Song, W. Chen, Q. Yang, Ceramics International, 41, 2015, 3918.
Li, Y. Gao, W. Pan, X. Wang, L. Song, Z. Zhong, S. Wu, Ceramcs International, 41, 2015, 27.
Jiang, Z. Jin, J. Yang, G. Qiao, Journal of Materials Processing Technology, 209, 2009, 561.
Inagaki, F. Kang, "Materials Science and Engineering of Carbon", Fundamentals, Second Edition, 2014.
Minakshi, Mater. Chemistry and Physics, 123, 2010, 700.
Popov, S. Chornobuk, V. Vishnyakov, International Journal of Refractory Metals and Hard Materials, 64, 2017, 106.
Lee, R.F. Speyer, Pressureless Sintering of Boron Carbide, 86, 1468.
K. Roy, C. Subramanian, A.K. Suri, Pressureless sintering of boron carbide, 32, 2006, 227.
Thevenot, Nucl. Mater., 152, 1988, 154.
A. Tamburini, Z.A. Munir, Experimental and Modeling Studies, 88, 2005, 1382.
