پایان نامه سنتز و ارزیابی خواص بدنه های بر پایه تیالیت

دانلود پایان نامه سنتز و ارزیابی خواص بدنه های بر پایه تیالیت

پايان نامه جهت دريافت مدرك كارشناسي

 نوع فایل : Word 

تعداد صفحات : 141

مقدمه

تیالیت (AL2Tio5) ماده سرامیکی است که بوسیله واکنش حالت جامد ترکیب هم مولار Tio2و AL2O3 در محدوده دمایی 1400-1360 درجه سانتی گراد تشکیل می شود و تا بالای نقطه ذوبش (1860c) پایدار می ماند سرامیکهای بر پایه تیالیت ویژگیهای خارق العاده ای دارند که آنها را برای کاربردهای مدرن به ویژه صنعت اتوموتیو مناسب می سازد . تیالیت به دلیل شوک پذیری عالی و ضریب انبساط حرارتی خیلی پایین مورد استفاده در کاربردهای دما بالا است . با این همه به دلیل دو عیبی که دارد کاربردهای صنعتی آن محدود شده است .یکی از این معایب تجزیه حرارتی تیالیت به کوراندم و روتایل در محدوده دمایی 1280-800 درجه سانتیگراد بوده و دیگری استحکام شکست خیلی پایین تیالیت که ناشی از توسعه میکروترکهای گسترده در حین سرمایش از زینترینگ تا دمای اتاق است . اکسیدهایی از قبیلZrTio4,Fe2o3,Zro2,Mgo و مولایت جهت کنترل تجزیه تیالیت افزوده می شوند در میان این پایدارسازهاMgo و Fe2o3 میزان بالایی از پایداری فازی را در شرایط بحرانی ارائه می دهند مقاومت مکانیکی پایین با ساخت کامپوزیتهای تیالیت – زیرکونیا و کامپوزیتهای تیالیت – مولایت که با افزودن کائولن تهیه می شود افزایش داده می شود جدیدترین روش سنتز تیالیت از طریق فرایند سل – ژل صورت می گیرد که به تولید ذرات نانوی تیالیت منجر می گردد...

فهرست
معرفی بدنههای تیالیت.. ۶
فصل اول.. ۶
روشهای سنتز تیالیت.. ۱۷
فصل دوم.. ۱۷
۲ . ۱ ) سنتز سل – ژل تیالیت.. ۱۸
۲ . ۱ . ۱ ) مواد اولیه و روش سنتز. ۱۸
۲ . ۱ . ۲ ) آنالیز دیفراکسیون اشعه x نمونه های سل- ژل کلیسینه شده ۱۹
۲ . ۱ . ۳ ) نتایج طیف FTIR پیش ماده و پودر نهایی تیالیت در سل – ژل. ۲۰
۲ . ۱ . ۴ ) نتایج آنالیزهای حرارتی تیالیت حاصل از سل – ژل. ۲۲
۲٫ ۱ . ۵ ) ارزیابی ریز ساختاری تیالیت حاصل از سل – ژل. ۲۳
۲ . ۱ . ۶ ) اثر افزودنی اسید سیتریک در فرآیند سل – ژل تیالیت.. ۲۳
۲ . ۲ ) تهیه تیالیت از طریق روش اوره فرمالدهید پلیمری.. ۲۵
۲ . ۲ . ۱ ) مواد اولیه و روش تولید. ۲۵
۲ . ۲ . ۲ ) آنالیز دیفراکسیون اشعه X.. 26
۲ . ۲ . ۳ ) نتایج طیف‌های FTIR.. 27
۲ . ۲ . ۴ ) نتایج آنالیزهای حرارتی.. ۲۸
۲ . ۲ . ۵ ) ارزیابی ریز ساختاری.. ۳۰
۲ . ۳ ) سنتز احتراقی تیالیت.. ۳۵
۲ . ۳ . ۱ ) مواد اولیه و روش سنتز. ۳۶
۲ . ۳ . ۲ ) واکنشهای احتراقی.. ۳۷
۲ . ۳ . ۳ ) احتراق با سوخت اضافی.. ۴۱
۲ . ۳ . ۴ ) احتراق با اکسید کننده اضافی.. ۴۲
۲ . ۳٫ ۵ ) رفتار حرارتی تیالیت حاصل از سنتز احتراقی.. ۴۵
پایدار سازی حرارتی تیالیت.. ۴۹
۳ . ۱ ) محدوده پایداری حرارتی تیالیت.. ۴۹
فصل سوم.. ۴۹
۳ . ۲ ) پایداری حرارتی تیالیت به وسیله افزودنی های اکسیدی.. ۵۰
۳ . ۲ . ۱ ) تهیه سرامیکهای تیالیتی دوپ شده با Mgo ، تالک و تالک + فلدسپار ۵۱
۳ . ۲ . ۲ ) رفتار پایداری- بررسی های پیر سازی تیالیت دوپ شده با Mgo و تالک و کامپوزیتهای تیالیت – مولایت.. ۵۲
۳ . ۲ . ۳ ) رفتار انبساط حرارتی تیالیت دوپ شده با Mgo، تالک و کامپوزیتهای تیالیت – مولایت.. ۵۴
۳ . ۲ . ۴ ) آنالیز دیفراکسیون اشعهX.. 57
۳٫ ۲ . ۵ ) اثر افزودنی های Mgo ، تالک، تالک + فلدسپار و مولایت بر زینترینگ دینامیک… ۵۹
۳٫ ۲ . ۶ ) اثر افزودنی های Mgo ، تالک، تالک + فلدسپار و مولایت بر ریزساختار ۶۲
۳ . ۲ . ۷ ) ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی تیالیت دوپ شده با Mgo ، تالک و کامپوزیتهای تیالیت – مولایت.. ۶۵
۳ . ۳ . ۲ ) ضریب انبساط حرارتی تیالیت پایدار شده با ۳o2Fe. 71
۳ . ۴ ) اثرات افزودنی ZrO2 در پایدار سازی تیالیت.. ۷۲
۳ . ۴ . ۱ ) اثر افزودنی ZrO2 بر رفتار انبساط حرارتی تیالیت.. ۷۳
۳ . ۴ . ۲ ) ارزیابی ریزساختاری تیالیت در حضور افزودنی ZrO2 ۷۴
۳ . ۴ . ۳ ) بهبود میکروترک و بازشدن دوباره آن در حضور افزودنی ZrO2 ۷۶
کامپوزیتهای بر پایه تیالیت.. ۷۷
فصل چهارم.. ۷۷
۴ . ۱ ) کامپوزیت تیالیت – زیرکونیا (ZAT) 78
۴ . ۱ . ۱ ) روش تهیه کامپوزیتهای ZAT. 78
۴ . ۱ . ۲ ) ویژگی های فیزیکی کامپوزیتهای ZAT زینتر شده در دماهای مختلف.. ۸۰
۴٫ ۱ . ۳ ) ویژگی های مکانیکی کامپوزیتهای ZAT. 81
۴ . ۱ . ۴ ) رفتار انبساط حرارتی کامپوزیتهای ZAT. 82
۴٫ ۱ . ۵) پایداری حرارتی کامپوزیتهای ZAT. 84
۴ . ۲ ) کامپوزیت تیالیت – مولایت.. ۸۷
۴ . ۲ . ۱ ) روش تهیه کامپوزیت تیالیت – مولایت.. ۸۸
۴٫ ۲ . ۲ ) ویژگی های فیزیکی کامپوزیت مولایت – تیالیت.. ۹۰
۴ . ۲ . ۳ ) ویژگی های ریزساختاری کامپوزیت مولایت – تیالیت.. ۹۲
۴ . ۲ . ۴ ) ویژگی های مکانیکی کامپوزیتهای مولایت – تیالیت.. ۹۴
۴ . ۲ . ۵ ) رفتار انبساط حرارتی کامپوزیتهای مولایت – AT. 98
۴ . ۳ ) کامپوزیت / AL2Tio5 ۹۸
۴ . ۳ . ۱ ) روش تهیه کامپوزیت / AL2Tio5 ۹۸
۴ . ۳ . ۲) نقش افزودنی FeTio3 + Fe2O3 در تشکیل کامپوزیت / AL2Tio5 ۱۰۰
شکل۴-۳-۱) مقایسه دانسیته ظاهری با دانسیته. ۱۰۱
۴ . ۳ . ۳ ) تاثیر افزودنی FeTio3 + Fe2O3 بر تراکم کامپوزیت AL2Tio5-AL2o3. 101
شکل ۴-۳-۲) a)دانسیته بالک b)تخلخل بر حسب افزودنی) ۵۰FeTio3+50Fe2o3 ) 101
۴ . ۳ . ۴ ) ارزیابی ریزساختاری کامپوزیت AL2Tio5-AL2o3. 102
شکل ۴-۳-۳) تصویر SEM ریز ساختار تیالیت بدون افزودنی[۱۷]. ۱۰۲
۴ . ۳ . ۵ ) تاثیر افزودنی FeTio3 + Fe2O3 بر پایداری کامپوزیت AL2Tio5-AL2o3. 103
۴ . ۳ . ۶ ) ارزیابی ریزساختاری کامپوزیت بعد از عملیات حرارتی.. ۱۰۴
شکل ۴-۳-۷) ریزساختار کامپوزیت Al2Tio5_Al2o3 پس از عملیات حرارتی[۱۷]. ۱۰۵
۵ . ۱ ) آماده سازی پودر به روش رسوب همگن.. ۱۰۵
رفتار زینترینگ تیالیت.. ۱۰۵
فصل پنجم.. ۱۰۵
جدول ۵-۱) فازهای کریستالی در پودرهای کلسینه شده[۱۸]. ۱۰۷
شکل۵-۱) تصاویرSEM پودرهای تهیه شده از روش رسوب همگن[۱۸]. ۱۰۸
شکل۵-۲) منحنی های TG_DTA رسوبهای همگن[۱۸]. ۱۰۸
شکل ۵-۳) اثرات کلسیناسیون و دمای زینترینگ بر تراکم. ۱۰۸
شکل ۵-۴) تصاویرSEM سطوح شکست نمونه(A)زینترشده[۱۸]. ۱۰۹
۵ . ۱ . ۲ ) اثرات افزودنی ها بر ریزساختار بدنه های زینتر شده ۱۰۹
شکل ۵-۵) تصاویرSEM سطوح شکست بدنه های تیالیت زینتر شده[۱۸]. ۱۱۰
جدول ۵-۲) نتایج انالیز بدنه های زینتر شده با افزودنی ها[۱۸]. ۱۱۱
شکل ۵-۶) منحنی های انبساط حرارتی سرامیکهای تیالیت[۱۸]. ۱۱۲
۵ . ۱ . ۳ ) ویژگی های بدنه زینتر شده کامپوزیت ZrSio4 – AL2Tio5 ۱۱۲
۵ . ۱ . ۴ ) تجزیه حرارتی AL2Tio5در طول زینترینگ… ۱۱۴
شکل ۵-۹) اثر زمان انیل ایزوترمال(c 1100 )بر تجزیه تیالیت بدون افزودنی و زینتر شده درc 1300. 115
۱۰درصد مولی Ba(No3) و زینتر شده درc 1300 5 درصد مولی Zro2و زینتر شده درc 1300. 115
۲ درصد مولیZrSio4 زینتر شده درc 1400 [18]. 115
۵ . ۲ ) زینترینگ فاز مایع تیالیت با استفاده از اسپودمن.. ۱۱۵
۵ . ۲ . ۱ ) تاثیر اسپودمن بر ارتباطهای فازی.. ۱۱۶
AL2Tio5 – Tio2 + AL2O3…… ۱۱۶
Li2o + 4AL2Sio5 Li2o . AL2O3 . ۴Sio2 + ۳Al2o3. 116
LiAL(Sio3) ۲ ۲ Li2o . AL2O3 . ۴Sio2 ۱۱۶
شکل ۵-۱۰) الگوهای XRD تیالیت شامل _۱۵۲٫۵ درصد وزنی اسپودمن[۱۹]. ۱۱۷
جدول۵-۳) فراوانی فازهای مختلف اسپودمن-تیالیت اصلاح شده[۱۹]. ۱۱۷
شکل ۵-۱۱) انالیز حرارتی ATR15 [19]. 118
۵ . ۲ . ۲ ) تاثیر اسپودمن بر ویژگیهای فیزیکی و مکانیکی.. ۱۱۸
نتیجه گیری و مراجع.. ۱۲۰
فصل ششم.. ۱۲۰
۶-۱) نتیجه گیری.. ۱۲۰
_افزایش استحکام مکانیکی.. ۱۲۳
_کاهش انبساط حرارتی.. ۱۲۳
_کاهش دیرگدازی.. ۱۲۳
۶-۲) مراجع. ۱۲۵