بررسي رفتار تبلور شيشه­ سراميك­هاي سيستم SiO2-B2O3-Al2O3 سنتز شده به روش سل ژل

Investigation of the crystallization behavior of SiO2-B2O3-Al2O3 glasses synthesized by sol-gel method

در اين پژوهش شيشه هاي آلومينو بوروسيليكاتي در سيستم SiO2-B2O3-Al2O3 به روش سل ژل سنتز شدند. بر اساس تركيب اوليه شيشه، سل هايي با استفاده از آلكوكسيدهاي فلزي تهيه و پس از 24 ساعت تبديل به ژل شدند. با عمليات حرارتي ژل هاي خشك شده در دما و زمانهاي مختلف، ژل هاي مربوطه به شيشه تبديل شدند. ميزان عبور نور از سل هاي تهيه شده در محدوده طول موج نور مرئي توسط اسپكتروفوتومتر (UV-Vis) بررسي شد. به منظور اطمينان از آمورف بودن ژلهاي تهيه شده و شناسايي فازهاي بلورين پس از عمليات حرارتي ژلهاي خشك شده، از پراش پرتو ايكس (XRD) استفاده شد. براي بررسي رفتار تبلور ژل هاي تهيه شده و شيشه حاصل از آنها، از آناليز حرارتي (DTA) استفاده گرديد. همچنين بررسي ريزساختاري شيشه سراميك هاي سنتز شده بوسيله ميكروسكوپ الكتروني عبوري (TEM) انجام گرفت. نتايج نشان داد كه سل هاي آماده شده كاملا شفاف هستند كه بيانگر يكنواختي و عدم تراكم جداگانه اجزاست. ژل هاي بدست آمده كاملا آمورف بودند و پس از عمليات حرارتي در دماي تبلور آنها، فاز مولايت در تركيب شيشه حاوي % 30 وزني Al2O3، متبلور مي شود. آزمون TEM وجود بلورهاي سوزني نانومتري را در ساختار آن تاييد كرد.

In this study, alumino borosilicate glasses in SiO2-B2O3-Al2O3 system were synthesized by sol-gel method. The sols were prepared using metal alkoxides and turned into gels after 24 hours. By heat treatment, the dried gels were turned into glass at different temperatures and times. The transparency of the prepared sols was evaluated by UV-Vis spectrophotometer. X-ray diffraction (XRD) was used in order to ensure the amorphous nature of the prepared gels and to identify the crystalline phases after heat treatment of the dried gels. Thermal analysis (DTA) was used to investigate the crystallization behavior of the prepared gels and the resulting glass. Also, microstructural investigation of synthesized glass ceramics was performed by transmission electron microscopy (TEM). The results showed that the prepared sols were completely transparent, indicating uniformity and lack of separate density of components. The resulting gels were completely amorphous and after heat treatment at their crystallization temperature, the mullite phase crystallized in a glass composition containing 30 wt% Al2O3. The TEM images confirmed the presence of nanometer needle crystals in its structure.