کیش تک_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه فنی و مهندسی :
در ادامه مطالب داریم :
پـــس از مراحل قبل آن محلـــول را در دمـــا و زمـــان معينـــي خشـــک مـــي کنيـــم.
عمليـــات خشـــک کـــردن بـــه ايـــن منظـــور انجـــام مي گيـــرد کـــه حـــال مشترک از محلـــول حـــذف شـــود.
بنابرايـــن جامـــدي باقـــي خواهـــد مانـــد. جامـــد باقـــي مانـــده بـــه صـــورت پـــودر، فيبـــر و يـــا ژل خواهـــد بـــود.
ايـــن جامـــد محلـــول خوبـــي از زيرکونيـــا و کربـــن اســـت.
حـــال ايـــن جامـــد را تحـــت حـــرارت قـــرار مي دهيـــم تـــا واکنـــش انجـــام گيـــرد.
بـــه ايـــن ترتيـــب بـــا اســـتفاده از فرآينـــد احيـــاي کربوترمـــال بـــه پـــودر کاربيـــد زيرکونيـــوم مي رســـيم .
کیش تک_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه فنی و مهندسی :
در ادامه بخش قبل داریم :
شـــام و همکارانـــش از ان پروپوکســـيد زيرکونيـــوم بـــه عنـــوان پيـــش ســـاز حـــاوي زيرکونيـــوم و از اتيلـــن گليکـــول و 1و4 بنزديـــول بـــه عنـــوان پيـــش ســـاز حـــاوي کربـــن اســـتفاده کردنـــد.
در ايـــن تحقيـــق يـــک بـــار از اختـــلاط ان پروپوکســـيد زيرکونيـــوم و اتيلـــن گليکـــول و بـــار ديگـــر از اختـــلاط ان پروپوکســـيد زيرکونيـــوم و 1و4 بنزديـــول بـــراي توليـــد پـــودر کاربيـــد زيرکونيـــوم اســـتفاده شـــده اســـت.
طيـــف گســـترده اي از مولارهـــاي متفـــاوت و نســـبت هاي متفـــاوت زيرکونيـــوم و کربـــن مـــورد آزمايـــش قـــرار گرفـــت.
کیش تک_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه فنی و مهندسی :
در ادامه مباحث گذشته داریم :
ابتـــدا بـــه وســـيله پيـــش ســـازهاي حـــاوي کربـــن ( اتيلـــن گليکـول و 1و4 بنزديـول ) ژل يکنواخـت و همگنـي تشـکيل شـــد. ســـپس محلـــول 40 درصـــد وزنـــي ان پروپوکســـيد زيرکونيـــوم در ان پروپانـــول بـــه ايـــن ژل يکنواخـــت اضافـــه شـــد.
بـــه دليـــل رفلاکـــس، ژل بـــه مـــدت 24 ســـاعت در دمـــاي جـــوش نگـــه داشته شـــد.
بـــراي مخلـــوط ان پروپوکســـيد زيرکونيـــوم و اتيلـــن گليکـــول، پـــودر ســـفيد رنـــگ و بـــراي مخلـــوط ان پروپوکســـيد زيرکونيـــوم و 1و4 بنزديـــول، پـــودر قهـــوه اي رنگـــي بدســـت آمـــد.
جدايـــش جامـــد از حـــلال بـــا اســـتفاده از ســـانتريفيوژ و شستشـــوي مکـــرر بـــه وســـيله اســـتون انجـــام شـــد. نمونه هـــا پـــس از خشـک شـدن در دمـاي 60 درجـه سـانتيگراد قـرار گرفتنـد.
پــودري کــه از اختــلاط ان پروپوکســيد زيرکونيــوم و اتيلــن گليکـــول بدســـت آمـــده بـــود، حـــاوي 30 درصـــد وزنـــي کربـــن بـــود. درصـــد وزنـــي کربـــن در ايـــن پـــودر از 19درصــد بــه 30 درصــد وزنــي افزايــش يافتــه بــود.
کیش تک_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه فنی و مهندسی :
در ادامه داریم :
قبــلا گفتیــم کــه پــودري کــه از اختــلاط ان پروپوکســيد زيرکونيــوم و اتيلــن گليکـــول بدســـت آمـــده، حـــاوي 30 درصـــد وزنـــي کربـــن بـــود. درصـــد وزنـــي کربـــن در ايـــن پـــودر از 19درصــد بــه 30 درصــد وزنــي افزايــش يافتــه بــود.
پــودري کـــه از اختـــلاط ان پروپوکســـيد زيرکونيـــوم و 1و4 بنزديـــول بدســت آمــده بــود، در ابتــدا حــاوي نســبت يــک بــه ســه بـــراي کربـــن بـــه زيرکونيـــوم بـــود کـــه پـــس از تشـــکيل پـــودر، بـــه 30 درصـــد وزنـــي کربـــن رســـيد.
نمونه هـــاي پـــودري بدســـت آمـــده در شـــرايط خـــلأ در دمـــاي 1200سلســـیوس حـــرارت ديدنـــد.
نـــرخ حرارت دهـــي در ســـه بخـــش دو درجـــه سلســـیوس بـــر دقيقـــه، 1 درجـــه سلســـیوس بـــر دقيقـــه و 0/5 درجـــه سلســـیوس بـــر دقيقـــه، انجـــام شـــد.
بـــازه زمانـــي حرارت دهـــي از 13 دقيقـــه تـــا 360 دقيقـــه بـــود.
کیش تک_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه فنی و مهندسی :
در ادامـــه بخـش قبـــل داریـــم :
پريـــس و همکارانـــش نيـــز از ان پروپوکســـيد زيرکونيــوم بــه عنــوان مــاده پيــش ســاز حــاوي زيرکونيــوم اســـتفاده کردنـــد ولـــي از ترکيبـــات کربـــن دار مختلفـــي بـــه عنـــوان پيـــش ســـاز حـــاوي کربـــن بهـــره گرفتنـــد.
ايـــن ترکيبـــات شـــامل ســـاکارز، اتيلـــن گليکـــول، تارتاريـــک اســـيد و دي هيدروکســـي بنـــزن بـــود.
هاســـگاوا و همکارانـــش از 2و4 پنتـــان ديونـــات زيرکونيـــوم بـــه عنـــوان پيـــش ســـاز حـــاوي زيرکونيـــوم و از رزيـــن فنوليـــک بـــه عنـــوان پيـــش ســـاز حـــاوي کربـــن بـــراي ســـنتز فيبـــر کاربيـــد زيرکونيـــوم اســـتفاده کردنـــد.
هـــدف آن هـــا توليـــد فيبرهـــاي کاربيـــد زيرکونيـــوم بـــا قطـــر 60 ميکرومتـــر يـــا بيشــتر بــود.
از جملــه فوايــدي کــه بــراي ايــن روش مي تـــوان در نظـــر گرفـــت، دمـــاي مناســـب توليـــد اســـت.
کیش تک_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه فنی و مهندسی :
در ادامـــه بحـث داریـــم :
اختـــلاط واکنـــش دهنده هـــا بـــراي انجـــام شـــدن احيـــاي کربوترمـــال، در انـــدازه و مقيـــاس مولکولـــي انجـــام مـــي شـــود. بـــه هميـــن دليـــل اســـت کـــه فرآينـــد نفـــوذ بـــه ســـادگي انجـــام مي شـــود و نيازمنـــد دمـــاي زيـــاد نيســـت.
بــالا نرفتــن دمــا فوايــد بســياري دارد. يکــي از ايــن فوايــد، توليـد محصولـي بـا انـدازه ذره ريـز ( در حــد نانـو ) اسـت.
مـــواد پيـــش ســـاز حـــاوي کربـــن، مـــوادي ارزان قيمـــت و در دســـترس هســـتند. ولـــي مـــواد پيـــش ســـاز حـــاوي زيرکونيــوم نســبت بــه واکنــش دهنــده ديگــر ايــن فرآينــد، گـــران قيمت تـــر هســـتند.
ايـــن فرآينـــد روش ســـاده اي دارد کـــه يکـــي ديگـــر از محاســـن آن اســـت.
در ايـــن روش دغدغه هـــاي زيســـت محيطـــي نداريـــم و نســـبت بـــه روش هـــاي ديگـــر، ايمـــن تريـــن اســـت.
کیش تک_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه فنی و مهندسی :
در این بخش می خواهیم به روش دیگر سنتز پودر کاربید زیرکونیوم بپردازیم.
واکنش مستقیم فلز زیرکونیوم یا هیدرید زیرکونیوم با کربن :
از ایـــن روش، عمومـــا بـــه عنـــوان روش آزمايشـــگاهي يـــاد شــده اســت کــه بــر پايــه دو واکنــش اصلــي زیــر اســتوار اســـت:
Zr + C = ZrC
ZrH2 + C = ZrC + H2
آنـدو و همکارانـش، ذرات کاربيـد زيرکونيـوم را بـا اسـتفاده از اختـــلاط مســـتقيم زيرکونيـــوم و کربـــن بدســـت آوردنـــد.
در ايــن روش يــک بلــوک زيرکونيــوم و يــک ميلــه کربنــي در شـــرايطي خـــاص در تمـــاس بـــا يکديگـــر قـــرار داده
شـــدند تـــا بـــا يکديگـــر واکنـــش دهنـــد.
ايـــن تمـــاس در شــرايط خــلا انجــام شــد.
کیش تک_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه فنی و مهندسی :
در ادامه بخش قبل داریم :
در ناحيــه تمــاس، يــک جريــان الکتريکـــي زيـــاد ( صـــد آمپـــر بـــه بـــالا ) القـــا شـــد.
بـــه علـــت عبـــور جريـــان الکتريکـــي بـــالا، حـــرارت در آن نقطـــه بـــالا رفتـــه و مقاديـــري از زيرکونيـــوم ذوب شـــد.
زيرکونيـــوم ذوب شـــده در تمـــاس بـــا ميلـــه کربنـــي قـــرار گرفـــت.
در محيـــط واکنـــش دوده اي تشـــکيل شـــد.
آناليزهـــا نشـــان دادنـــد کـــه ايـــن دوده حـــاوي کربـــن آمـــورف و مقاديـــري از کاربيـــد زيرکونيـــوم اســـت.
هنـــوز ايـــن مطلـــب مشـــخص نشـــده اســـت کـــه کاربيـــد زيرکونيـــوم تشـــکيل شـــده، از واکنـــش مســـتقيم زيرکونيـــوم و کربـــن پاشـــش شـــده، توليـــد شـــده اســـت و يـــا از اختـــلاط مولکولـــي فـــاز بخـــار نشـــأت مي گيـــرد.
نورتـــون و همکارانـــش پـــودر کاربيــد زيرکونيــوم را بــا اســتفاده از واکنــش مســتقيم بيــن هيدريـــد زيرکونيـــوم و کربـــن بدســـت آوردنـــد.
آنهـــا بـــه مـــدت ســـه ســـاعت محصـــول را در دمـــاي 2200 درجـــه ســـانتي گـــراد حـــرارت دهـــي کردنـــد.
کیش تک_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه فنی و مهندسی :
در ادامه مبحث قبل داریم :
در برخـــي از مـــوارد بـــراي فعـــال کـــردن و شـــتاب دادن بـــه واکنـــش از فعـــال ســـازي مکانيکـــي ( آلياژســـازي مکانيکـــي ) بهـــره بـــردند.
ســـوچيدا و همکارانـــش پـــودر کاربيـــد زيرکونيــوم را بــا اســتفاده از ســنتز احتراقــي توليــد کردنــد.
در ايــن تحقيــق از آلياژســازي مکانيکــي بــه عنــوان عاملــي بـــراي شـــتاب دادن بـــه واکنـــش اســـتفاده شـــد.
پـــودر زيرکونيـــوم مـــورد اســـتفاده، 150 ميکرومتـــر و پـــودر کربـــن مـــورد اســـتفاده در ايـــن تحقيـــق 5 ميکرومتـــر بـــوده اســـت.
پـــس از هـــاون و آســـياب ســـياره اي، واکنـــش دهنـــده هـــا تحـــت اکسيداســـيون قـــرار مـــي گيرنـــد و بـــا اســـتفاده از ســـنتز احتراقـــي، پـــودر کاربيـــد زيرکونيـــوم تشـــکيل مـــي شـــود.
ايـــن واکنـــش بـــا انتشـــار نـــور ســـفيد همـــراه بـــود.
کیش تک_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه فنی و مهندسی :
یکی دیگر از روش های سنتز پودر کاربید زیرکونیوم، احیای فلزات قلیایی یا قلیایی خاکی با استفاده از تتراکلرید زیرکونیوم است؛ که در این بخش به آن می پردازیم.
احیای فلزات قلیایی یا قلیایی خاکی با استفاده از تتراکلرید زیرکونیوم :
لـي و همکارانـش، پـودر کاربيـد زيرکونيـوم را بـا اسـتفاده از روشـي موسـوم بـه روش کربوريزاسـيون تـوأم بـا احيا، سـنتز کردنـد.
در ايـن روش از تتراکلريـد زيرکونيـوم و تتراکلريـد کربـن بـه عنوان منابعي بـراي توليد زيرکونيوم و کربن اسـتفاده شـد.
همچنيـن از سـديم به عنـوان عاملـي کاهنده بـراي توليد زيرکونيـوم و کربـن اسـتفاده شـد.