پایدارسازی تعلیقی‌های سرامیکی با استفاده از ذرات نانومتری

تعلیقی‌های کلوئیدی در بسیاری از صنایع از جمله صنایع سرامیکی، دارویی، تولید رنگ، صنایع غذایی و ... مورد استفاده قرار می‌گیرند. برای اینکه محصول نهایی فرآیندهای کلوئیدی از خصوصیات مطلوبی برخوردار باشد، تعلیقی مورد استفاده باید پایدار باشد. برای پایدار کردن تعلیقی‌ها از روشهای مختلفی استفاده می‌شود. یک روش نوین برای پایدار کردن تعلیقی‌های کلوئیدی، اضافه کردن ذرات نانومتری به عنوان فاز دوّم به تعلیقی است. در سیستم‌های تعلیقی متشکل از دو پودر سرامیکی مختلف، (1) اختلاف خصوصیات سطحی (زتا پتانسیل) هر پودر، (2) اختلاف انداز و دانسیته ذرات و (3) کسر عددی ذرات فاز دوّم، پارامترهای اصلی تأثیرگذار بر ریز ساختار محصول نهایی هستند. برای تعیین ترکیب درصد بهینه ذرات نانومتری از دو مدل عمده می‌توان استفاده کرد. هنگامی که اندازه ذرات دو فاز اختلاف کمی با هم دارند، با استفاده از نظریه فرکانس برخورد جزئی ذرات می‌توان مقدار بهینه فاز دوّم را تعیین نمود. در صورتی که اندازه ذرات دو فاز اختلاف زیادی با هم داشته باشند، به کمک مدل «هاله ذرات نانومتری» می‌توان ترکیب درصد بهینه فاز دوّم را تعیین نمود. در این حالت ذرات نانومتری که بار الکتریکی قابل ملاحظه‌ای نسبت به ذرات فاز زمینه دارند، با تشکیل هاله حول این ذرات، باعث افزایش بار سطحی و انرژی دافعه الکترواستاتیکی بین ذرات فاز زمینه شده و تعلیقی را پایدار می‌کنند. نتایج تجربی نیز نتایج به دست آمده با استفاده از مدل «هاله ذرات نانومتری» را به ویژه برای حالتی که اختلاف بار سطحی بین ذرات فاز زمینه و فاز دوّم زیاد باشد، تأئید می‌کند. اختلاف بین نتایج تجربی و مدل در حالتی که اختلاف بار سطحی بین ذرات فازها کم است، می‌تواند ناشی از تشکیل هاله چند لایه‌ای باشد.

Keywords:

ذرات نانومتری , تعلیقی , مدل هاله , پایداری , سرامیک