دگرگوني فازي آناتاز به روتيل در شرايط آسياكاري و بدون آسياكاري

Study of Anatase-to-Rutile Phase Transformation in Milled and Unmilled Samples

در اين تحقيق دگرگوني فازي آناتاز به روتيل توسط عمليات حرارتي و آسياكاري بررسي شد. فرايندآسياكاري در دو نوع آسيا (آسياي سياره‌اي و تامبلر) با نسبت وزني پودر به گلوله 1 به 40 و در زمانهاي گوناگون (2 تا 48 ساعت ) انجام شد. همچنين تعدادي آزمايش بر روي نمونه هاي آسياكاري نشده در كوره لوله‌اي در دما و زمانهاي گوناگون انجام شد. نتايج به دست آمده از آزمايشها نشان داد كه دگرگوني آناتاز به روتيل در نمونه هاي آسياكاري نشده بسيار كند است به طوري كه در دماي 980 درجه سانتيگراد پس از گذشت 48 ساعت، دگرگوني كامل شد در حالي كه در نمونه هاي آسياكاري شده، سرعت دگرگوني بيشتر بود. انرژي اكتيواسيون دگرگوني فازي آناتاز به روتيل در نمونه هايي كه آسيا كاري نشده بودند، 440 كيلو ژول بر مول به دست آمد. آزمايشهاي گوناگون نشان داد سرعت دگرگوني در آسياي سياره‌اي بيشتر از آسياي تامبلر است، به طوري كه در آسياي سياره‌اي بعد از گذشت 16 ساعت، دگرگوني تقريباً كامل مي‌شود اما در آسياي تامبلر پس از گذشت 48 ساعت دگرگوني كامل نشد و مقداري فاز آناتاز در نمونه موجود بود. نتايج XRD نشان داد كه دگرگوني آناتاز به روتيل درهر دو نوع آسيا، از طريق فاز مياني سريلانكيت انجام مي‌شود در حالي كه اين فاز در نمونه هايي كه آسياكاري نشده بودند، مشاهده نشد.

Anatase-to-rutile phase transformation was studied in milled and unmilled samples. Ball milling was carried out in two types of ball mills, planetary and tumbler, with a ball-to-powder ratio of 40:1 over 2-48 hours. First, the unmilled samples were heated in the furnace at various temperatures for different periods of time. The results revealed that the anatase-to-rutile transformation completed at 980 after 48 hours. The rate of transformation in milled samples was greatly higher than that of unmilled ones. Activation energy in unmilled samples was about 440 kj/mol. The rate of transformation in the planetary ball mill was higher than that in tumbler mill. In the former, transformation almost finished after 16 hours of milling while in the lattar, it did not finish even after 48 hours. XRD results revealed that the transformation proceeds through an intermediate srilankite phase in all milled samples. However, srilankite was not observed in the unmilled samples.