تاثير متغيرهاي فرايند رسوب نشاني الكتروفورتيك بر ريزساختار و ميزان شفافيت بدنه آلومينايي نانوساختار ساخته شده توسط زينتر پلاسماي جرقه اي

The Influence of Electrophoretic Deposition Parameters on Transparency of Alumina Produced by SPS

كنترل اندازه تخلخل و همگن بودن ريزساختار بدنه خام اوليه در ساخت سراميك هاي شفاف آلومينايي يكي از مهم ترين چالش هاي تكنيكي در ساخت اين بدنه ها مي باشد. بدنه هاي اوليه توسط فرايند رسوب نشاني الكتروفورتيك تهيه شد و سپس با استفاده از فرايند زينتر پلاسماي جرقه اي در دماي 1350 و 1450 درجه سلسيوس به مدت 10 و 15 دقيقه در اتمسفر خلا و فشار 80 و 100 مگاپاسكال زينتر شدند. بدنه آلومينايي بدست آمده به وسيله ميكروسكوپ الكتروني روبشي گسيل ميداني (FESEM) و طيف سنج مادون قرمز (FTIR) مورد بررسي قرار گرفت. همچنين در آناليز طيف سنجي اشعه ايكس فاز كوراندوم كاملاً تشكيل شده و دانسيته نسبي بدنه ها به بيش از 99/99 درصد رسيد. با زينتر بدنه ها در دماي 1350 درجه سلسيوس و فشار 100 مگا پاسكال، متوسط اندازه دانه ها كمتر از 150 نانومتر است. همچنين نتايج طيف سنجي نشان مي دهد كه در بدنه هاي مذكور ميزان عبور نور مادون قرمز بالاتر از 80 درصد (در طول موج 5 ميكرون) است. مشخص گرديد كه افزايش ميزان نور عبوري (در محدوده طول موج 3 تا 5 ميكرون) وابسته به عوامل موثر در فرايند شكل دهي بدنه خام بوده و با كنترل اندازه تخلخل در اين بدنه ها كه با تغيير پتانسيل رسوب دهي و فاصله بين الكترودها بدست مي آيد، مي توان ريزساختار بعد از زينتر راكنترل كرده و در نهايت به عبور نوري برابر با مقادير تئوري دست پيدا كرد.

manufacturing of alumina are the most important technical challenges in producing these parts. Early pieces were prepared by electrophoretic deposition process and spark plasma sintering process using at 1350 and 1450 °C for 10 to 15 minutes in vacuum. The obtained body was studied by field emission scanning electron microscopy (FESEM) and infrared spectroscopy (FTIR). The samples have been sintered at 1350 °C and 100 MPa، had average grain size less than 150 nm and infrared light transmittance higher than 80% (at a wavelength of 5 microns). It was found that the formation process factors affecting on the amount of light passing. By controlling the porosity، it is possible to control the microstructure after the sintering. This is possible by controlling the deposition electric potential and the distance between the electrodes. In the end، light transmission can be achieved near the theory amount.