تف جوشي دو مرحله اي بالك نانو ساختار كامپوزيتي تيتانات كلسيم فلوئور آپاتيت

Two Step Sintering of Nanostructured Calcium Titanate- Fluorapatite Composite Bulk

فرايند تف جوشي دو مرحله اي بر نانو پودر كامپوزيتي تيتانات كلسيم- فلوئور آپاتيت اعمال شد تا رشد دانه در پايان تف جوشي كنترل شود. اين فرايند شامل حرارت دادن در يك دماي بالا (دماي اوليه) به همراه سرد كردن سريع تا يك دماي پايين تر (دماي ثانويه) و نگهداري به مدت طولاني (زمان ثانويه) مي باشد. براي نانو پودر كامپوزيتي تيتانات كلسيم- فلوئور آپاتيت با اندازه متوسط اوليه ذرات در حدود 42 نانو متر شرايط بهينه فرايند شامل دماي اوليه 1200 درجه سانتيگراد، دماي ثانويه 1100 درجه سانتيگراد و زمان ثانويه 20 ساعت به دست آمد. با حرارت دادن تا دماي اوليه دانسيته نسبي به حدود 82 درصد رسيد و ناپايداري تخلخل ها مي تواند دليلي بر متراكم شدن در دماي ثانويه بدون رشد قابل توجه ذرات به شمار رود. بدين ترتيب سراميك متراكم نانو ساختار كامپوزيتي تيتانات كلسيم-فلوئور آپاتيت با دانسيته نسبي حدود 97/75 درصد و اندازه متوسط ذرات در حدود 65 نانو متر به دست آمد. روش آناليز تفرق پرتو ايكس نشان داد كه سراميك حاصل از نظر فازي پايدار بود و تغييرات فازي نامطلوب مشاهده نشد. همچنين در تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي تراكم بالاي سراميك نانو ساختار تيتانات كلسيم-فلوئور آپاتيت نشان داده شد.

Two step sintering process applied on calcium titanate- fluorapatite composite nanopowder to suppress the accelerated grain growth. This method modifies the sintering regimes by high temperature firing followed by rapid cooling and low temperature soaking of the samples. A two step sintering regime consisted of heating to 1200oC, cooloing to 1100oC and holding for 20 hours was optimised for calcium titanate- fluorapatite composite nanopowder. Densification of 82% was achived after first step of sintering and . The relative density of 97.75% without significant grain growth (about 65 nm) could attributed to the instability of porosities. X-Ray diffraction analysis showed that the phase structure of prepared ceramic was stable during sintering process. Scanning electron micrographs showed the high density of the nanostructured calcium titanate- fluorapatite bulk.