بهينه سازي سينتر نانو پودر آلومينا به روش RSM

Optimization of densification of Al2O3 nanopowder using RSM

در تحقيق حاضر نانو پودر آلومينا به روش سل-ژل توليد شد و سپس با استفاده از روش Response surface methodology سينتر نانو پودر توليدي بهينه شد. براي اين منظور اثر سه پارامتر درجه حرارت سينتر ، دماي كلسيناسيون و مدت زمان آسيا كاري بر سينتر نانو پودر مورد مطالعه قرار گرفت. براي توليد نانو پودر در الومينا از كلريد آلومينيوم و اسيد كلريدريك استفادهشد. نتايج نشان داد يك پودر آمورف د راين فرايند توليد مي شود كه پس از كلسيناسيون ابتدا به فاز هاي مياني آلومينا (Ɵوƞ) و سپس آلفا آلومينا تبديل مي شود. ابعاد نانو پودر توليدي در حدود 90 نانو متر بود . حضور مواد فرار و تشكيل آگلومره هاي سخت بيشترين اثر مضر را ، بر سينتر نانو پودر آلومينا داشت. با استفاده از روش RSM مقدار بهينه دماس سينتر شدن ، دماي كلسيناسيون و مدت زمان آسيا كاري به ترتيب 1579 درجه سانتيگراد و 909 درجه سانتيگراد و 117min بدست آمد. چگالي قطعه سينتر شده در شرايط بهينه به 98 درصد دانسيته تئوري رسيد. نتايج بدست آمده با استفاده از روش RSM ، با مقادير تجربي تطابق داشت.

Response surface methodology was successfully applied to the optimization of densification of Al2O3 nanopowder prepared by sol-gel method. The effects of three operating variables, sintering temperature, calcination temperature and milling time on the densification of Al2O3 nanopowder were evaluated. An amorphous nanopowder was synthesized and crystallized to Al2O3 after heat-treatment. The average particle size of heat-treated powder at 800 °C was about 90 nm. The optimum operating conditions for densification were found to be 1579 ºC of sintering temperature, 909 ºC of calcination temperature and 117 min of milling time. The predicted density under the optimum conditions determined by RSM was 98 %. The results confirmed that RSM design was an accurate and reliable method to optimize the densification conditions of nanocrystalline Al2O3 powder.