بهبود سنتز نانو پودر زیرکنیوم دی بوراید به روش سل-ژل با پیش سازنده های زیرکنیوم آلکوکسید وبوریک اسید

در تحقیق حاضر، پودرهای زیر کنیوم دی بوراید (ZrB۲) یا مورفولوژی و اندازه ذرات نانومتری مناسب به روش سل-ژل سنتز وپارامترهای موثر بر خواص سل و پودر نهایی بررسی شد. از زیر کنیوم الکوکسید به عنوان منبع زیر کنیوم و از اسید بوریک به عنوان منبع بور استفاده گردید. اندازه ذرات پیش سازنده در ابعاد نانومتری یا استفاده از پارامتر pH در داخل سل کنترل شدند و تشکیل جوانه هایاولیه فاز زیر کنیوم دی بوراید و میزان بلوری شده آنها با استفاده از پارامتر دما بررسی گردید. به منظور ارزیابی مکانیسم تشکیل محصول در طی فرآیند سل-ژل، از روش های DTA/TG ،SEM ،TEM ،FTIR، XRD و DLS استفاده شده است.تجزیه و تحلیل DLS نشان داد که اندازه ذرات پیش سازنده در داخل سل در عدد pH کمتر از ۵، زیر ۱۰ nm بودند. اندازه گیری ویسکوزیته و پتانسیل زتا در داخل سل نشان داد که در منطقه اسیدی با افزایش pH پایداری ذرات کاهش می یابد. مخلوط کردن ذرات پیش سازنده در ابعاد مولکولی در داخل سل یکی از دلایل مهم در کاهش دمای سنتز ذرات زیر کنیوم دی بوراید بود. تجزیه و تحلیل FTIR روی پیوندهای شیمیایی نشان داد که پیوند Zr-B در داخل پودر ژل تشکیل شده است. تجزیه و تحلیل DTA نشان داد که جوانه های اولیه ذرات زیر کنیوم دی بوراید در دمای حدود ۰C ۱۳۲۰ تشکیل شده است. مشاهدات XRD نشان داد که جوانه های اولیه فاز زیر کنیوم دیبوراید در دمای حدود ۱۵۰۰ ۰C کریستالیزه شده و رشد یافتهاند. تحقیقات سطحی نشان داد که سطح ویژه ذرات سنتز شدهزیر کنیوم دی بوراید معادل ۱۱۵ متر مربع در گرم است و همچنین سطوح این ذرات متخلخل بوده و اندازه این تخلخل ها در محدوده مزو است. تجزیه و تحلیل SEM نشان داد که اندازه ذرات زیر کنیوم دی بوراید با مورفولوژی همگن در محدوده ۵۰ nm است. در نهایت تجزیه و تحلیل ریز ساختاری TEM نشان داد که ذرات زیر کنیوم دی بوراید به طور یکنواخت و منظم در ابعاد بسیار ریز تشکیل شده است.

Keywords:

نانو مواد , مزوپور , فرایند سل-ژل , زیرکنیوم دی بوراید