شماره ركورد
9582
شماره راهنما(اين فيلد مربوط به كارشناس ميباشد لطفا آن را خالي بگذاريد)
9582
پديد آورنده
فاطمه حسينزاده
عنوان
بررسي عوامل موثر بر سنتز نانو ذرات كاربيد تيتانيوم به روش سلژل
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مواد - سراميك
سال تحصيل
اسفند 1390
تاريخ دفاع
اسفند 1390
استاد راهنما
دكتر حسين سرپولكي
چكيده
كاربيد تيتانيوم از كاربيدهاي بيننشين گروه IV است و تركيب اصلي آنTiC1-x ميباشد. به دليل نقطه ذوب بسيار بالا و استحكام و پايداري زياد در دماهاي بالا يك كاربيد ديرگداز محسوب ميشود. اين كاربيد به صورت فوقالعادهاي سخت است و مقاومت به سايش بالايي دارد. بنابراين از كاربيد تيتانيوم ميتوان در كاربردهاي صنعتي كه نيازمند مقاومت سايشي بالايي است مانند تيغهها و ابزار برش، پوششهاي بلبرينگ و... استفاده نمود. همچنين ميتواند به عنوان كاتاليست، پوشش هاي دما بالا، فاز تقويت كننده كامپوزيت و.. نيز كاربرد داشته باشد. در نتيجه كاربيد تيتانيوم به علت داشتن خواص منحصر به فرد جذابيت زيادي براي تحقيق دارد. سنتز كاربيدها پرهزينه و مشكل است و با استفاده از روشهاي متداول سنتز نميشود. روشهاي متعددي براي سنتز TiC وجود دارد مانند احياي كربوترميك دياكسيد تيتانيوم، واكنش كربوراسيون مستقيم بين پودر تيتانيوم خالص و كربن. اما برخي روشها پرهزينه بوده و نياز به دماهاي بالا دارند، بنابراين امروزه روشهاي ويژهاي براي توليد ارزانتر كاربيد تيتانيوم پيشنهاد شده است. در اين راستا مناسبترين روش، سلژل است كه يك فرآيند نوين آزمايشگاهي و صنعتي است كه امروزه به عنوان روشي موثر در سنتز و توليد انواع نانو ذرات كاربرد دارد و امكان چينش مواد در شرايط نانومتري به منظور دستيابي به خواص منحصر به فرد مواد را فراهم ميكند. هدف از پژوهش حاضر سنتز نانوذرات كاربيد تيتانيوم به روش شيميايي سلژل و با استفاده از فرآوري سل تيتانيا به كمك الكوكسيد تيتانيوم است. جهت ساخت سل از تيتانيوم ايزوپروپوكسايد به عنوان پيش ماده تيتانيوم، ايزوپروپانول (حلال) و ساكارز به عنوان منبع تامينكنندهي كربن استفاده شده است. رفتار حرارتي پودر و تعيين دماي شروع واكنش و تغييرات وزني با آناليز STA بررسي شده است. به كمك آناليز XRD، تاثير اتمسفر كلسيناسيون در بسترهاي گرافيت و كك و سپس اتمسفر آرگون و هيدروژن بر محصول نهايي مشخص گرديد. هر چه اتمسفر احياييتر و عاري از اكسيژن و نيتروژن باشد احتمال دستيابي به يك كاربيد تيتانيوم با خلوص بالا، بسيار زيادتر ميشود. در بستر گرافيتي و كك، فازهاي اكسيكاربيدي و اكسيد تيتانيوم حاصل ميشود اما در اتمسفر آرگون و مخلوط آرگون و هيدروژن محصول نهايي كاربيد تيتانيوم است. تاثير عوامل مختلف مانند نوع ماده اوليه، دما و زمان كلسيناسيون بر استوكيومتري و مقدار كاربيد تيتانيوم به كمك آناليزهاي XRD و SEM مورد مطالعه قرار گرفته شده است. با افزايش دما از ºC1100 به ºC1400، از مقدار فاز اكسي كاربيد تيتانيوم (TiCxOy) كاسته ميشود و در دماي ºC1400 كاربيد تيتانيوم خالص سنتز شده است. شرايط بهينه براي سنتز كاربيد تيتانيوم نانوساختار در ابعاد كمتر از nm50، در اتمسفر Ar+25%H2 در دماي ºC1400 و زمان يك ساعت تعيين شده است.
واژههاي كليدي: كاربيد تيتانيوم، سلژل، نانو TiC، ساكارز