مطالعه و مشخصه يابي رفتار حرارتي و استحاله ژل به نانوذرات تيتانات باريم فرآوري شده از روش سل-ژل

Study and characterization of thermal evolution and gel transformation to barium titanate nanoparticles

در اين تحقيق از يك روش سل- ژل اصلاح شده براي تهيه نانوذرات تيتانات باريم استفاده شد. آناليز حرارتي ژل هاي خشك شده با چهار روش آناليز DTA/TG، FT-IR، XRD و SEM صورت پذيرفت كه هر كدام علاوه بر اطلاعات مشترك، اطلاعات مخصوص به خود را نيز فراهم مي آورد. در حالت كلي مي توان گفت كه نتايج اين چهار آناليز از هماهنگي بسيار خوبي با هم برخوردار بود. در حين گرمايش ژل خشك با افزايش دما، در ابتدا خروج تركيبات فرار و ظهور فاز آناتاز و در ادامه تخريب ساختار ژل رخ مي دهد و پس از اين مرحله استحاله از حالت آمورف به كريستالي رخ داده و فازهاي كربناتي ظاهر شده و در دماهاي بالاتر نانوذرات تيتانات باريم فرآوري مي شوند و در ادامه استحاله پلي مورفي تيتانات باريم رخ مي دهد. نتايج بررسي هاي مختلف نشان مي دهد كه نانوذرات بسيار خالص تيتانات باريم در دما و زمان كمتري نسبت به تحقيقات مشابه و تنها با يك ساعت كلسيناسيون در دماي C? 800 فرآوري مي شوند. نانوذرات فرآوري شده داراي خلوص بالا و گستره توزيع اندازه ذرات باريك اند و براي توليد اقتصادي مواد و دستگاه هاي پيشرفته مبتني بر تيتانات باريم مناسب اند.

In this research, BaTiO3 nanoparticles were prepared by a modified sol-gel procedure. Thermal behavior of xerogels was characterized using FT-IR, DTA/TG, XRD and SEM. The results of these methods were in good accordance to the others. Thermal monitoring of xerogels indicates the following evolutions sequently; disappearing of volatile compounds; TiO2 formation; deformation of gel structure; crystallization; carbonate phases formation; preparation of BaTiO3 nanoparticles; polymorphic transformation at the end. The results show that finer BaTiO3 nanoparticles were synthesized in shorter period of time and lower temperature compared with results obtained in previous researches. Nanoparticle was prepared after the calcinations of xerogel at 800 ?C for 1hour. Properties, such as high purity, superfine and narrow size distribution of prepared nanoparticles are the general trends of high-tech and BaTiO3 based device applications.