26441

بررسي عوامل موثر بر اندازه، حجم تخلخل و خواص شيشه متخلخل سيليسي ساخته شده به روش سل-ژل

كارشناسي ارشد

مهندسي مواد گرايش سراميك

1397-1400

1400/12/25

حسين سرپولكي-بيژن افتخاري يكتا

مهندسي مواد و متالورژي

شيشه¬هاي متخلخل با روش¬هاي ساخت متنوعي توليد مي¬گردند. استفاده از روش سل-ژل باعث مي¬گردد شيشه¬هايي با مقياس تخلخل ميكرو يا مزو ايجاد گردد. در تحقيق حال حاضر استفاده از تركيب مناسب مورد استفاده براي نمونه بهينه به صورت نسبت مولي انتخاب شد (TEOS:H2O:ETOH:HCL:CTAB = 1:1:7:5.4*10-3:0.05). استفاده از اين تركيب باعث جلوگيري از ايجاد ترك در حين خشك كردن يا عمليات حرارتي نمونه شد. كاهش ميزان TEOS باعث ايجاد ترك شد و حتي درصورتي كه نمونه سالم باشد ميكرو تخلخل‌ها ايجاد مي‌گردد. از دو روش ساخت براي تهيه نمونه استفاده شد.روش اول تمامي مواد اوليه مخلوط شده و روي همزن مغناطيسي قرار گرفته جز TEOS، كه بعد از مدت 1 ساعت TEOS نيز اضافه شد و هم زدن به مدت 1 ساعت ديگر ادامه مي‌يابد، در روش دوم مشابه روش اول است فقط جاي TEOS با CTAB عوض گرديده شد. در روش اول سل ساخته شده در دماي محيط سريع‌تر خشك گرديد. سپس سل تبديل به ژل شده و خشك مي¬گردد. خشك كردن نيز به دو صورت انجام گرفت يكي با استفاده از يخ خشك و ديگري با استفاده از خشك كن ( در دو مرحله). در خشك كردن با يخ خشك نمونه بعد از عمليات حرارتي دچار ترك شد، خشك كردن با آون در دو مرحله انجام گرديد يك بار خشك كردن در دماي 60 درجه سانتي‌گراد و ديگري در دماي 150 درجه سانتي‌گراد تا حلال‌ها به طور كامل خارج شوند. سپس نمونه‌ها در دو دماي 600 و 700 درجه سانتي¬گراد تحت عمليات حرارتي قرار گرفتند. نمونه حاصل از عمليات حرارتي در دماي 700 درجه سانتي‌گراد تخلخل‌هايي با مقياس مزو ايجاد كرد. با توجه به نتايج ميكروسكپ الكتروني روبشي و تخلخل سنجي قطعه حاصل از عمليات حرارتي در دماي 600 درجه سانتي¬گراد داراي تخلخل¬هايي با اندازه ماكرو و قطعه حاصل از عمليات حرارتي در دماي 700 درجه سانتي¬گراد داراي تخلخل¬هايي با اندازه 86/3 نانومتر ايجاد گرديد كه در محدوده مزو تخلخل مي¬باشد. كلمات كليدي: شيشه متخلخل سيليسي، مزو تخلخل، سل-ژل، سورفكتانت، TEOS.

1401/02/14

Investigation of factors affecting the size, porosity volume and properties of silica porous glass made by sol-gel method

3/16/2023 12:00:00 AM

Abstract Porous glass is produced by various manufacturing methods. The use of sol-gel method creates glasses with micro or meso porosity scale. In the present study, the use of the appropriate combination used for the optimal sample was selected as the molar ratio. The use of this compound prevented cracking during drying or heat treatment of the sample. Decreased TEOS caused cracks, and even if the sample is healthy, micro-porosity occurs. Two fabrication methods were used to prepare the sample. The first method mixed all the raw materials and placed them on a magnetic stirrer except TEOS, which was added after 1 hour of TEOS and stirring continued for another hour, in the second method Similar to the first method, only TEOS was replaced with CTAB. In the first method, the tube was dried faster at room temperature. The tuber was then gelled and dried. Drying was done in two ways, one using dry ice and the other using an oven (in two stages). In drying with dry ice, the sample cracked after heat treatment, drying with an oven was done in two stages, once drying at 60 ° C and the other at 150 ° C until the solvents were completely removed. The samples were then heat treated at 600 and 700 ° C. The sample from the heat treatment at 700 ° C produced meso-scale porosities. According to the results of scanning electron microscopy and porosity measurement, the part obtained from heat treatment at a temperature of 600 ° C has porosities with macro size and the part obtained from heat treatment at a temperature of 700 ° C has porosities with a size of 3.86 nanometers were created which is in the meso-porosity range. Keywords: porous silica glass, mesoporous, sol-gel, surfactant, TEOS.

تئوس , شيشه متخلخل سيليسي , مزو تخلخل , سل-ژل , سورفكتانت

aref jamshidian

Dr. Hossein Sarpoolaky Dr. Bijan Eftekhari Yekta