اثر نانوذرات Nb2O5 به عنوان جوانه زا بر خصوصيات شيشه سراميك هاي آلومينا سيليكات ليتيم

Effect of Nb2Os Nanoparticles as Nucleation Agent on the Properties of Lithium Aluminum Silicate Glass-Ceramics

هدف از تحقيق حاضر، بررسي اثر اندازه ذرات جوانه¬زا بر مورفولوژي، نوع فازهاي بلوري و ريزساختار شيشه- سراميك¬هاي آلومينا سيليكات ليتيم مي-باشد. جهت رسيدن به اين هدف، سيستم Li2O- ¬CaO- ¬Al2O3- SiO2 براي تهيه شيشه- سراميك در نظر گرفته شد و از Nb2O5 به عنوان عامل جوانه¬زا استفاده شد. بنابراين، شيشه - سراميك با فاز بلوري اصلي اسپودومن و فازهاي فرعي، وولاستونيت و متاسيليكات ليتيم تشكيل شدند. سپس اندازه ذرات Nb2O5به اندازه ذرات نانو تغيير داده شد. فازهاي بلوري، رفتار تبلور و ريزساختار شيشه – سراميك¬ها با استفاده از آناليز فازي XRD، آناليز حرارتي (DSC) و ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) مورد بررسي قرار گرفت. تغيير اندازه ذرات عامل جوانه زا به اندازه ذرات نانو، باعث كاهش دماي جوانه¬زني، افزايش جزء حجمي فاز بلوري اصلي اسپودومن، كاهش جزء حجمي فازهاي فرعي و بهبود خواص مكانيكي شد.

The objective of this study is investigation of particle size of nucleation agent effect on morphology, types of crystalline phases and microstructure of lithium aluminum silicate glass- ceramic. In order to achieve this aim, the Li20~Ca0-Al203-Si02 system was investigated by incorporation of Nb205 as nucleation agent. So, glass-ceramic with spoduman as main crystalline phase, lithium metasilicate (Li2Si03) and wollastonite (CaSiO^) as secondary phases were created. The size of Nb205 particles was changed into nanoscale. Crystalline phases, crystallization behavior and microstructure of the glass-ceramic were analyzed by X-ray diffraction (XRD), differential scanning calorimetry (DSC) and scanning electron microscopy (SEM). Changing of nucleation agent particle size to nanometric scale lead to decreasing of nucleation temperature, increasing of spoduman as major crystalline phase volume fraction, decreasing of secondary phases volume fraction and improvement of mechanical properties. Key words: Spoduman, Microstructure, Crystalline phase, Nucleation agent.