شناسایی فازهای نامطلوب و تخلیص نانوکامپوزیت کاربید بور-کاربیدسیلیسیم تهیه شده به روش سنتز خود احتراقی فعال شده ی مکانیکی
نویسندگان
1 کارشناس ارشد، نانو فناوری، پژوهشگاه مواد و انرژی
2 استادیار، پژوهشکده ی نیمه هادی ها، پژوهشگاه مواد و انرژی
3 دانشیار، پژوهشکده ی نیمه هادی ها، پژوهشگاه مواد و انرژی
4 استادیار، پژوهشکده ی سرامیک، پژوهشگاه مواد و انرژی
doi
10.30501/jamt.2635.70259چکیده
کامپوزیت کاربید بور- کاربیدسیلیسیم به روش سنتز خود احتراقی فعال شده ی مکانیکی (MASHS) در این پژوهش تهیه شد. در این راستا ابتدا مواد اولیه شامل B2O3, Si, C, Mg توزین و در آسیای سیاره ای با اتمسفر تحت کنترل آرگون آسیا شدند. سپس بوسیله ی پرس تک محور سرد از پودر آسیا شده قرص تهیه شد و در کوره ی تیوبی اتمسفر کنترل فرایند سنتز طی شد. در مراحل مختلف برای بررسی فازهای موجود آنالیز XRD به عمل آمد. همچنین از تحلیل آنالیز XRD برای محاسبه میانگین اندازه ی بلورک ها و از آنالیز SEMو TEM برای بررسی مورفولوژی استفاده شد. محصول به دست آمده شامل MgO، B4C و SiC است. همچنین آنالیز XRD احتمال وجود مقدار کمی، Mg2SiO4 و یا ترکیبات بوراتی منیزیوم و همچنین بور، کربن و سیلیسیم باقیمانده را می دهد. به منظور حذف و یا کاهش فازهای نامطلوب از اسید شویی بوسیله ی اسید کلریدریک و فعال سازی مکانیکی استفاده شد. در آنالیزهای پراش پرتو ایکس پس از اسید شویی، تاثیر بسزای اسید شویی بر حذف ناخالصی ها و بی تاثیر بودن آن بر کامپوزیت B4C-SiC دیده شد. همچنین دیده شد که با افزایش انرژی فعال سازی، مواد باقیمانده به مقدار قابل توجهی کاهش یافتند. میانگین اندازه ی بلورک های محصول بهینه بوسیله ی معادله ی شرر 09/11 نانومتر برای B4C و 66/12 نانومتر برای SiC محاسبه شد. همچنین آنالیزهای SEM و TEM نیز سنتز کامپوزیت کاربید بور-کاربیدسیلیسیم را در اندازه نانومتری تایید کردند. اندازه ی دانه های دیده شده بوسیله ی TEM حدود 30 نانومتر بود.