بررسی برخی ویژگی‌‌های گرمایی کامپوزیت‌‌های شیشه- سرامیک دارای سامانه SiO2-CaO-Na2O-Fe2O3-WO3 طی فرایند سینترینگ تقویت شده با ذرات آلومینیم تیتانات

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد شیمی معدنی، دانشکده شیمی، واحد تهران شمال، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

2 استادیار شیمی معدنی، گروه شیمی، دانشکده شیمی، واحد تهران شمال، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

3 دانشیار مهندسی مواد، گروه مواد و سرامیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

چکیده

ویژگی‌‌های گرمایی شیشه‌‌های سامانه SiO2-CaO-Na2O که به روش سینترینگ و با افزایش برخی افزودنی‌ها مانند Fe2O3 و WO3 ساخته شده بود نسبت به یک شیشه مبنای انتخابی مورد بررسی قرار گرفت. در این پژوهش، فریت‌‌های به‌دست آمده از سرمایش سریع مذاب‌های شیشه پس از آسیاکاری به پودر ریز تبدیل شدند که برای تعیین دمای تبلور شیشه– سرامیک‌ها استفاده شد، از روش تجزیه گرمایی افتراقی (DTA) برای تعیین دمای تبلور شیشه‌ها استفاده شد. ساختار بلوری شیشه‌ها به‌وسیله پراش پرتو ایکس (XRD) بررسی شد. برای بهبود ویژگی‌‌های گرمایی، تأثیر فرایند سینترینگ و ویژگی‌‌های گرمایی کامپوزیت شیشه- سرامیک حاوی مقدارهای 5، 10 و 15 درصد وزنی ذرات آلومینیم تیتانات مورد بررسی قرار گرفت. تمامی ترکیب‌ها در گستره دمایی 710 تا C° 970 با سرعت افزایش حرارت Cmin-1° 5 به مدت 3 ساعت عملیات گرمایی قرار گرفت. فاز‌های بلوری موجود در کامپوزیت‌‌های به‌دست آمده به کمک الگوی پراش پرتو ایکس (XRD) و ساختار آن‌ها با میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) بررسی شد. ضریب‌‌های انبساط گرمایی کامپوزیت‌‌های به‌دست آمده در دما و زمان بهینه‌اندازه‌گیری شد و با شیشه - سرامیک‌‌های پایه مقایسه شد.
نتیجه‌های بررسی‌‌های الگوی پراش پرتو ایکس (XRD) نشان داد که فاز‌های بلوری درکامپوزیت‌‌های شیشه- سرامیک افزون‌بر فاز ولاستونیت شامل آلومینیم تیتانات و به مقدار‌های جزیی حاوی آلومینیم اکسید و روتیل است. هم‌چنین مشخص شد که افزایش 15 درصد وزنی ذرات آلومینیم تیتانات سبب افزایش دانسیته نسبی و کاهش ضریب انبساط گرمایی
(10-6 ×K-1  6/9515) در مقایسه با کامپوزیت‌‌های انتخاب شده می‌شود که در بهبود ویژگی‌‌های گرمایی مؤثر است.

کلیدواژه‌ها


[1] Strand, Z.; Glass Science & Technology., Elsevier, New York, 9-28, 129-131, 1986.
[2] Millan, Mc.; Glass-Ceramics, Academic Press, London, 226-320, 1976.
[3] Zhang, H.; Ye, X.J;. Li, J.S.; Biomedical Materials., 4, 045007, 2009.
[4] Mazzucato, E.; Gualtieri, A.F.; Phys Chem Minerals., 27, 565-574, 2000.
[5] Liu, X.; Ding, C.; Wang, Z.; Biomaterials 22, 2007-2012, 2001.
[6] Thomas, H.A.J.; Stevenc, R.; Br. Ceram. Trans., 88, 144-190, 1989.
[7] Padture, N.P.; Bennison, S.J.; Chan, H.M.; J. Am. Ceram. Soc., 76(9), 2312–2320, 1993.
[8] Uribe, R.; Baudin, C.; J. Am. Ceram. Soc., 86(5) 846-850, 2003.
[9] Tsetsekou, A.; J. Eur. Ceram. Soc. 25, 335-348, 2005.
[10] Ananthakumar, S.; Jayasankar, M.; Warrier, K.G.K.; J. Acta Materials., 54, 2965-2973, 2006.
[11] Oikonomoua, P.; Dedeloudis a, Ch.; Stournaras, C.J.; Ftikos, Ch.; J. European Ceramic Society, 27, 3475-3482, 2007.
[12] Alizadeh, P.; Eftekhari-Yekta, B.; Gervei, A.; J. Eur. Ceram. Soc, 24, 3529-3533, 2004.
[13] Donald, I.W.; Key Eng. Matter., 108-110, 123-144, 1995.