سنتز نانو سراميك آلومينات كلسيم به روش فعالسازي مكانيكي

Synthesis of Calcium Aluminate Nanoceramic by Mechanical Activation

هدف از اين پژوهش توليد نانو سراميك آلومينات مونوكلسيم (CaAl2O4) به روش فعالسازي مكانيكي و عمليات حرارتي پس از آن بود. لذا در اين راستا، ابتدا از طريق آسياب كاري پودرهاي اكسيد كلسيم و اكسيد آلومينيوم و پس از آن عمليات حرارتي پودرهاي آسياب كاري شده در دماهاي مختلف، نانو سراميك آلومينات كلسيم توليد و مشخصه يابي پودر توليدي انجام گرديد. نتايج آزمون پراش پرتو ايكس (XRD) مخلوط پودرهاي آسياب كاري شده نشان داد كه تا زمان 100 ساعت آسياب كاري هيچ محصولي تشكيل نشده است. با عمليات حرارتي بر روي پودرهاي حاصل از آسياب كاري به مدت 2 ساعت دردماهاي 900 و 1000 و 1200 درجه سانتيگراد مشاهده شد كه فاز CaAl2O4 در دماي 1000 درجه سانتيگراد شروع به تشكيل گرديده و بسته به مدت زمان آسياب كاري، با افزايش دما مقدار اين فاز افزايش پيدا كرده و نيز د كنار فاز اصلي، مقادير بسيار كمي فازهاي ثانويه ي Ca12Al14O33 و CaA4O7 نيز مشاهده شده است. فاز CaAl2O4 در دماي 1200 درجه سانتيگراد با يكنواختي بالا و بدون حضور فازهاي ثانويه تشكيل شده كه اين دما 200-250 درجه سانتيگراد كمتر از دماي تشيكل فاز مورد نظر بوده است. همچنين به روش شرر اندازه دانه ي و در توليدي اندازه گيري شد كه نشان داد ساختار محصولات سنتز شده در محدوده ي نانو متري قرار دارند.

In this research high energy ball milling followed by annealing was performed on a mixture of Al2O3 and CaO. X Ray diffraction (XRD) measurments showed that no calcium aluminate is formed during ball milling even after 100 h. Annealing the powder mixture, milled for different times, in 900,1000,1200 °C showed that the formation of the main phase, CaAl2O4, started at 1000 °C after 2h. Depending on milling time, by increasing the annealing temperature, the amount of CaAl2O4 increased and also secondary phases such as CaAl4O7 and Ca12A14O33 appeared. Single phase CaAl2O4 can be obtained for the sample milled for 100 h at 1200 °C, which is at least 200-250 RC lower than that used in the traditional solid-state method. The average grain size of products measured by Scherrer’s equation, was in nanometric range.