مطالعه ي فلش سينترينگ تركيب La0.8Sr0.2Ga0.8Mg0.2O3-x

Study on flash sintering of La0.8Sr0.2Ga0.8Mg0.2O3-x

در اين مطالعه روشي با عنوان فلش سينترينگ براي متراكم سازي تركيب (LSGM) La0.8Sr0.2Ga0.8Mg0.2O3-x پيشنهاد شده است. فلش سينترينگ از روش هاي نوين متراكم سازي است كه دما و زمان سينترينگ را به طور محسوسي كاهش مي دهد. در اين تحقيق پودر تجاري تركيب LSGMتوسط پرس تك محوره با فشار 200 مگاپاسكال فشرده و نمونه هايي به شكل استخوان سگ تهيه شد. نمونه ها توسط سيم نيكل، به عنوان الكترود، در كوره اي تيوبي معلق نگه داشته شد. كوره با نرخ ثابت 10 درجه بر دقيقه گرم شد در حالي كه ولتاژ ثابتي روي نمونه اعمال شده بود. براي دستيابي به زمان ماندگاري مناسب در جريان حد، زمان هاي 50 و 100 ثانيه در ولتاژ و جريان حد ثابت مورد بررسي قرار گرفت. جهت بررسي تاثير ولتاژ اعمالي، سه ولتاژ 200 ، 150 و 100 ولت روي نمونه ها با جريان حد يكسان اعمال شد. همچنين جهت بررسي تاثير ميزان جريان حد، سه جريان حد معادل 8/0، 1 و 2/1 آمپر در ولتاژ ثابت مد نظر قرار گرفت. فاز تشكيل شده در نمونه هاي سينتر شده توسط آناليز XRD مورد بررسي قرار گرفت. در اين تحقيق همچنين تاثير پارامترهاي فرآيند فلش سينترينگ (شامل ولتاژ، جريان حد اعمالي و زمان ماندگاري در جريان حد) بر خواص قطعه توليدي نظير دانسيته ي نسبي و ميكروساختار آنها بررسي شد. نتايج اين تحقيق نشان داد كه استفاده از فرآيند فلش سينترينگ منجر به كاهش 700-500 درجه اي دماي سينترينگ تركيب و متراكم سازي در زمان بسيار پايين (تا حداكثر 100 ثانيه) مي شود. نتايج به دست آمده نشان داد كه فلش سينترينگ مي تواند روشي كاربردي مناسبي براي متراكم سازي تركيب LSGM باشد.

In this study, a method called flash sintering is proposed for sintering of La0.8Sr0.2Ga0.8Mg0.2O3-x (LSGM) compound. Flash sintering is a new firing method that significantly reduces the sintering temperature and time. In this study, commercial powder of LSGM is compressed by uniaxial press with a pressure of 200 MPa and samples in the form of dog bones are prepared. The samples are suspended by a nickel wire as an electrode in a tube furnace. The furnace is heated at a constant rate of 10 degrees per minute while a constant voltage is applied to the sample. To achieve a proper shelf life at the limiting current, times of 50 and 100 seconds at constant voltage and constant limit current are investigated. To investigate the effect of applied voltage, three voltages of 200, 150 and 100 volts are applied to the samples with the same limit current. Also, to investigate the effect of limit current, three limit currents equal to 0.8, 1 and 1.2 amps at constant voltage are considered. The phase formed in the sintered samples is examined by XRD analysis. In this study, the effect of flash sintering process parameters (voltage, applied limit current and residence time in limit current) on the properties of the product part such as relative density and their microstructure and electrical conductivity are also investigated. The results of this study show that the use of flash sintering process leads to a 500-700 degree reduction in the sintering temperature of the LSGM compound and consolidation in a very short time (up to a maximum of 120 seconds). The results prove that the flash sintering process can be a suitable practical method for consolidation of LSGM compound.