E. Rambaldi, A. Tucci, L. Esposito, D. Naldi, G. Timellini

گردآوري و ترجمه : اميررضا دزيانيان (كارشناس معدن آپادانا سرام)

خلاصه:

هدف تحقيق پيش رو توليد سراميك‌هايي با ويژگي‌‌هاي ممتاز به لحاظ مقاومت مكانيكي و شيميايي مي‌باشد كه توسط افزودن نانو اكسيدهايي مثل زيركنيوم و آلومينيوم توليد مي‌گردند. اين محصولات مدرن سراميكي حاوي برخي اكسيدها، به واسطه ويژگي‌هاي مكانيكي فوق العاده و مقاومت خوب در برابر نفوذ و اثر اسيدها، مورد توجه مي‌باشند. براي پرهيز از ايجاد هرنوع خطر، نانو ذرات اكسيد به شكل سوسپانسيون‌‌هاي آبدار مورد استفاده قرارگرفته و قبل از فرايند پخت به طور مستقيم و توسط رنگ پاش بر سطح محصولات سراميكي اسپري مي‌شوند. جهت بررسي و مشاهده نحوه گستردگي و توزيع نانو ذرات بر روي سطح و به منظور بهينه‌سازي سطوح نمونه‌‌هاي ارتقاء يافته از روش‌هاي آناليزي- تحليلي SEM-EDS بر روي نمونه‌‌هاي پخت شده استفاده گرديد. همچنين در طي مراحل پخت محصول از آناليز پراش اشعه ايكس XRD جهت ارزيابي مراحل و فاز‌هاي تكاملي مواد مختلف استفاده شد. ويژگي‌هاي مكانيكي سطح نمونه‌ها توسط تست سختي و خراش Vickers مورد سنجش قرار گرفت، بعلاوه انواع تست‌هاي مقاومت شيميايي بر روي سراميكها صورت پذيرفت. مشاهدات ميكروسكوپي ساختماني نشان مي‌دهد كه چگونه نانوذرات زيركنيوم و آلومينيوم در ارتقاء ويژگيها و خصوصيات محصولات سراميكي عمل مي‌نمايند.
 

 

1- مقدمه:           

امروزه نانو پودرها به واسطه ويژگي‌هاي خاص و خارق العاده فيزيكي و شيميايي شان در زمينه‌‌هاي مختلف و كاربرد‌‌هاي گوناگون مورد علاقه مندي وافر قرار دارند و اين خصوصيات ويژه آن‌ها از ابعادشان نشات مي‌گيرد. در علم مواد، پوشش‌هاي داراي ساختمان نانو عموما بوسيله استفاده از روش‌هاي تركيبي پيچيده و پرهزينه مثل روش Sol-gel وCVD  و PVD (Physical or chemical vapor deposition) بدست مي‌آيند. بعلاوه خطراتي كه آن‌ها براي سلامتي بشر دارند (عموما از طريق استنشاق و يا تماس پوستي با نانو ذرات) نبايد مورد غفلت واقع شود و اين موارد جزء موضوعات حل نشده و مورد بحث در اين حوزه مي‌باشند.

قابليت‌‌هاي خاص مواد در ابعاد نانو در بالا بردن قابل توجه مقاومت در واكنش شيميايي مي‌تواند براي توسعه سراميك‌‌هاي سيليسي با اختصاصات فوق العاده و جديد مورد استفاده قرار گيرد. حتي اگر به واسطه توسعه و پيشرفت خصوصيات فيزيكي و شيميايي مواد سازنده سراميك‌هاي پرسلاني، بسياري از محصولات مرغوب توليد شده باشند اما با اين وجود، امروزه علاقه مندي رو به افزايش در مورد توسعه كاشي‌‌هاي پرسلاني با سطوح ارتقاء يافته وجود دارد. در اين ميان استفاده از تكنولوژي نانو مي‌تواند نتايج جالب را به همراه داشته و قادر به حل نيازمندي‌‌هاي فوق مي‌باشد. براي مثال نانو ذرات تيتانيوم جهت ارتقاء كاشي‌‌هاي سراميكي دركاربرد ضد باكتريايي و كاتاليزور نوري مورد استفاده قرار مي‌گيرند. حضور نانو ذرات مواد، از طريق تاثيرات ويژه بر روي سطوح محصولات به‌كار رفته در آن‌ها قادر به ايجاد ارزش افزوده فراوان در اين توليدات بوده، همچنين طيف موارد مصرف آن‌ها را گسترش مي‌دهد. در تحقيق پيش رو با استفاده از نانواكسيد‌هاي فلزات زيركونيوم و آلومينيوم، نمونه‌‌هاي سراميكي پرسلاني با مشخصات سطحي مكانيكي و شيميايي فوق‌العاده و ممتاز بدست مي‌آيند. اين اكسيدها به واسطه مقاومت فرسايشي و شيميايي بالا و نيز درجه سختي قابل ملاحظه انتخاب گرديدند. براي پرهيز از بروز هرگونه خطر، استفاده از نانو ذرات به شكل سوسپانسيون‌‌هاي آبدار بوده و از طريق رنگ پاش بر روي بدنه سراميكي خام اسپري گرديدند. هرچند استفاده از سيستم رنگ پاش ميتواند پوشش سطح نمونه به صورت كامل را به دنبال نداشته باشد، اما با توجه به نفوذ نانو ذرات از ميان عناصر بدنه خام و نيز فعل و انفعال آن با بدنه سراميكي در حين فرآيند پخت، مورد توجه مي‌باشد.

 

براي مشاهده متن كامل مقالات بايد مشترك نسخه چاپي نشريه سراميك و ساختمان باشيد. شماره تماس 44487812 الي 14