بررسی عوامل موثر بر سنتز کاربید تیتانیوم نانوساختار به روش سل ژل

نویسندگان

1 دانشگاه علم و صنعت ایران

2 علم و صنعت ایران

چکیده

- اهمیت و کاربرد کاربیدها به ‏طور گسترده‏ ای در حال رشد است و این نه تنها از جنبه تجاری، بلکه بر اساس کاربردهای دیرگدازی و استحکامی آن‏هاست. کاربید تیتانیوم سخت ‏ترین کاربید در میان کاربیدهای فلزات واسطه تجاری است. هدف از پژوهش حاضر سنتز نانوذرات کاربید تیتانیوم به روش شیمیایی سل‌ژل با استفاده از فرآوری سل تیتانیا به کمک آلکوکسید تیتانیوم است. برای ساخت سل از تیتانیوم ایزوپروپوکساید(TTIP) به عنوان پیش‏ماده تیتانیوم و ساکارز به عنوان منبع تامین‏کننده‏ی کربن استفاده شده است. به کمک تحلیل XRD، تاثیر اتمسفر کلسیناسیون در بسترهای گرافیت و کک و سپس اتمسفر آرگون و هیدروژن بر محصول نهایی مشخص شد. به کمک تحلیل XRD، تاثیر اتمسفر کلسیناسیون در بسترهای گرافیت و کک و سپس اتمسفر آرگون و هیدروژن بر محصول نهایی مشخص شد. هر چه اتمسفر احیایی‌تر و عاری از اکسیژن و نیتروژن باشد احتمال دستیابی به یک کاربید تیتانیوم با خلوص بالا، بسیار زیادتر می‌شود. در بستر گرافیتی و کک، فازهای اکسی‌کاربیدی و اکسید تیتانیوم حاصل می‌شود اما در اتمسفر آرگون و مخلوط آرگون و هیدروژن محصول نهایی کاربید تیتانیوم است. تاثیر عوامل مختلف مانند نوع ماده اولیه، دما و زمان کلسیناسیون بر استوکیومتری و مقدار کاربید تیتانیوم به کمک تحلیل‌های XRD و SEM مورد مطالعه قرار گرفته شده است. با افزایش دما از ºC1100 به ºC1400، از مقدار فاز اکسی کاربید تیتانیوم (TiCxOy) کاسته می‌شود و در دمای ºC1400 کاربید تیتانیوم خالص سنتز شده است. شرایط بهینه برای سنتز کاربید تیتانیوم نانوساختار در اتمسفر Ar+25%H2 در دمای ºC1400 و زمان یک ساعت تعیین شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Preparation and characterization of nano-sized TiC powder by sol gel processing

نویسندگان [English]

  • F. Hosseinzadeh 1
  • H. Sarpoolaky 2
1 Department of Materials Science and Engineering, Iran University of Science and Technology, Tehran, Iran
2 Department of Materials Science and Engineering, Iran University of Science and Technology, Tehran, Iran
چکیده [English]

Refractory carbides are becoming a group of promising material due to their unique properties, such as high hardness, high wear and corrosion resistance, high thermal conductivity, high melting point, high strength even at high temperatures, and a high degree of chemical stability. Among these carbides, titanium carbide (TiC) is one of the most important engineering material, based on its promising properties. This paper presents a novel approach to preparing ultrafine TiC by sol–gel processing. This novel process would minimize kinetic barriers because carbon (coming from sucrose) was homogeneous dispersed in the precursor of TiO2 by sol–gel process. As a result, the increased contact area between reactants should make the reaction to complete at lower temperatures.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Sol-gel
  • Titanium Carbode Nano-sized TiC
  • Sucrose

تحت نظارت وف ایرانی