اثر Ph بر فرآیند تولید و مشخصات نانو ذرات کاربید زیرکونیم تهیه شده به روش سل-ژل

در این پژوهش نانو ذره کاربید زیرکونیم به روش سل ژل تهیه شد. روش سل ژل معمولاً برای سنتز ترکیبات اکسیدی به کار می رود، اما در این تحقیق یک پودرکاربیدی بسیار ارزشمند با این روش تهیه شده است. به منظور تهیه پودر فوق از زیرکونیم پروپکساید و ساکاروز به ترتیب به عنوان منابع زیرکونیم و کربن استفاده شد. سل اولیه در پنج ph متفاوت تهیه و اثر ph بر خواص پودر به دست آمده مورد بررسی قرار گرفت. با عملیات حرارتی بر روی ژل های تهیه شده در محدوده دمایی 1400-700 به ترتیب مخلوط پودری کربن و زیرکونیا و به دنبال آن کاربید زیرکونیم حاصل شد. آنالیز حرارتی برای بررسی رفتار حرارتی ژل‌های ساخته شده، پراش پرتو ایکس برای بررسی ساختاری و میکروسکوپ الکترونی روبشی برای بررسی ریزساختاری پودر تهیه شده مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد افزایش ph نقش موثری در افزایش راندمان واکنش جهت تولید پودر کاربید زیرکونیم به‌همراه دارد. هم‌چنین نتایج نشان داد افزایش ph نقش چشم گیری هم در کاهش محدوده اندازه ذرات دارد. به‌نحوی که اندازه ذرات پودرهای تهیه شده در ph های 2/4، 2/5 و 2/6 به ترتیب در محدوده 190-130، 150-90 و 100-50  نانومتر می باشد. هم‌چنین مشخص شد، تغییرات ph تاثیری بر مورفولوژی ذرات که کروی شکل هستند، ندارد.

Effect of pH on Production Process and Characteristics of Zirconium Carbide Nano Particles Synthesized by SolGel Method

Zirconium carbide Nano particle was synthesized through solgel method. Although solgel process is usually used to producing oxide compounds, in this study it was successfully employed to produce a carbide powder. For this purpose, zirconium propoxide and saccharose were initially used as zirconium and carbon sources, respectively. The starting sol was produced in 5 different pH, in order to examine its effects on the properties of the obtained powder. Heattreatment of the gel, in a range of 7001400 °C, resulted in the formation of mixed zirconiacarbon powder, and subsequently, zirconium carbide. Then, differential thermal analysis (DTA), Xray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) were used to investigate heat performance of the gel, structure and microstructures of the synthesized powder, respectively. Results showed that increasing the pH could not only affect the reaction process and efficiency of the zirconium carbide synthesis, but it also decreased the particles size of the powder. Therefore, at pH 4.2, 5.2 and 6.2, the size ranges of 130190, 90150 and 50100 nm were obtained, respectively. It was also noted that changes in pH had no effects on the morphology of the spherical particles.