بهبود سنتز نانو پودر زيركنيوم دي بورايد به روش سل-ژل با پيش سازنده ­هاي زيركنيوم آلكوكسيد و بوريك اسيد

در تحقيق حاضر، پودرهاي زيركنيوم دي بورايد (ZrB2) با مورفولوژي و اندازه ذرات نانومتري مناسب به روش سل-ژل سنتز و پارامترهاي موثر بر خواص سل و پودر نهايي بررسي شد. از زيركنيوم آلكوكسيد به عنوان منبع زيركنيوم و از اسيد بوريك به عنوان منبع بور استفاده گرديد. اندازه ذرات پيش سازنده در ابعاد نانومتري با استفاده از پارامتر pH در داخل سل كنترل شدندو تشكيل جوانه هاي اوليه فاز زيركنيوم دي بورايد و ميزان بلوري شده آنها با استفاده از پارامتر دما بررسي گرديد. به منظور ارزيابي مكانيسم تشكيل محصول در طي فرآيند سل-ژل، از روش هاي TEM، SEM، DTA / TG ، XRD، FTIR و DLS استفاده شده است. تجزيه و تحليل DLS نشان داد كه اندازه ذرات پيش سازنده در داخل سل در عدد pH كمتر از5، زير 10 nm بودند. اندازه گيري ويسكوزيته و پتانسيل زتا در داخل سل نشان داد كه در منطقه اسيدي با افزايش pH پايداري ذرات كاهش مي يابد. مخلوط كردن ذرات پيش سازنده در ابعاد مولكولي در داخل سل يكي از دلايل مهم در كاهش دماي سنتز ذرات زيركنيوم دي بورايد بود. تجزيه و تحليل FTIR روي پيوندهاي شيميايي نشان داد كه پيوندZr-B در داخل پودر ژل تشكيل شده است. تجزيه و تحليل DTA نشان داد كه جوانه هاي اوليه ذرات زيركنيوم دي بورايد در دماي حدود °C 1320 تشكيل شده است. مشاهدات XRD نشان داد كه جوانه هاي اوليه فاز زيركنيوم دي بورايددر دماي حدود °C 1500 كريستاليزه شده و رشد يافته اند.تحقيقات سطحي نشان داد كه سطح ويژه ذرات سنتز شده زيركنيوم دي بورايد معادل 115 متر مربع در گرم است و همچنين سطوح اين ذرات متخلخل بوده و اندازه اين تخلخل ها در محدوده مزو است. تجزيه و تحليل SEM نشان داد كه اندازه ذرات زيركنيوم دي بورايد با مورفولوژي همگن در محدوده 50 nm است. در نهايت، تجزيه و تحليل ريزساختاري TEM نشان داد كه ذرات زيركنيوم دي بورايد به طور يكنواخت و منظم در ابعاد بسيار ريز تشكيل شده است.