مطالعه تاثیر نوع و مقدار کاتالیست بر روند تبلور، خلوص و مورفولوژی ذرات مولایت تهیه شده به روش سل – ژل

در پژوهش حاضر، تاثیر مقدار و نوع کاتالیست بر روند تبلور فازی سیستم al2o3sio2 مورد بررسی قرار گرفت. به منظور فرآوری ذرات از روش سل – ژل استفاده شد. ترکیب انتخاب شده جهت بررسی روند تبلور ترکیب شیمیایی مولایت استوکیومتری و یا 3al2o32sio2 بود. سل ابتدایی با استفاده از آلومینیوم نیترات نوناهیدرات (ann)، تترااتیل اورتوسیلیکات(teos)، آب و اتانول تهیه گردید. ژل حاصل از این سل، ابتدا خشک شده و سپس با برنامه عملیات حرارتی خاص در بازه دمایی 900 الی 1550 درجه سانتی گراد مورد گرمایش قرار گرفت. به منظور تعیین نوع واکنش هایی که با افزایش دما در نمونه ها اتفاق می افتد، آنالیز حرارتی افتراقی (dsc/tg) انجام شد. آنالیز پراش پرتو ایکس (xrd) نیز با هدف تعیین تبلور فازی و یا ساختار آمورف ذرات انجام گرفت. مورفولوژی فازهای متبلور شده نیز توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) بررسی گردید. نتایج آنالیز xrd نشان داد که  مولایت تک فاز تنها در حضور مقادیر بهینه ای از کاتالیزور اسیدی یا بازی متبلور شده است. تصویربرداری توسط میکروسکوپ sem نیز نشان داد نمونه های فرآوری شده در ph اسیدی مورفولوژی صفحه ای دارند در حالی که فرآوری در محیط بازی، منجر به تشکیل ذراتی با مورفولوژی کروی گردید. علاوه براین، نتایج به دست آمده نشان داد که نوع و مقدار کاتالیست، تاثیر قابل توجهی بر شروع روند تبلور فاز مولایت دارد.

Characterization of the Effect of Type and Amount of Acid and Base Catalyst on the Crystallization and Morphology of Mullite Particles Synthesized by the Sol - Gel Method

The current study aims to investigate the effect of the type and amount of acid and base catalyst on the microstructural properties of mullite phase particles prepared by the solgel method (3Al2O32SiO2). Nonahydrated aluminum nitrate (ANN), Tetraethyl orthosilicate (TEOS), ethanol, and water were used as starting materials. After the precise preparation method, obtained gels were dried in an inert atmosphere and heated with specific heat treatment (cycles or temperatures). DSC analysis was used to identify the proper (crystallization temperature of the particles). Xray diffraction pattern (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) analyses were utilized to investigate the phase crystallization and morphology of the created phases, respectively. XRD analysis showed that mullite is crystallized in all samples with acidic or basic catalyst. However, based on the results, singlephase mullite crystallized only in the presence of the optimal amount of acidic or basic catalyst. According to the SEM results, the samples synthesized at acidic pH had platelike morphology, while basic samples had spherical morphology. Furthermore, increasing the concentrations of the catalysts did not affect the morphology of the particles. However, the type and the concentration of the catalyst had an impressive effect on the crystallization of the mullite phase.