ساز و كار تشكيل كورديريت در شيشه- سراميك سيستم MgO-Al2O3-SiO2 تهيه شده به روش سل- ژل

Mechanism of cordierite formation in MgO-Al2O3-SiO2 glass-ceramic prepared by the sol–gel method

سل-ژل يكي از روش هاي شيميايي در سنتز نانوپودر مي باشد كه در سال هاي اخير مطرح شده است. در اين تحقيق، نانو پودر آمورف با تركيب كورديريت استوكيومتري در سيستم MgO-Al2O3-SiO2 با استفاده از تترااتيل اورتوسيليكات1 TEOS)) و كلريد هاي آلومينيوم و منيزيم تهيه شد. توزيع اندازه ذرات پودر سنتز شده با استفاده از دستگاه آناليز ليزري بررسي شد. بررسي ساختار ژل در دما هاي 100 و ?C1385 توسط آناليز FT-IR انجام گرفت. همچنين سازوكار تشكيل كورديريت و واكنش هاي اتفاق افتاده در حين عمليات حرارتي ژل تا تبديل كامل به كورديريت (?C1385) با استفاده از DSC و XRD مورد بررسي قرار گرفت. الگوهاي پراش اشعه ايكس نشان داد كه اسپينل و كريستوباليت در ابتداي عمليات حرارتي تشكيل شده و سپس با واكنش بين آن ها ?-كورديريت به عنوان فاز اصلي در دماي پيك تبلور در شيشه-سراميك سينتر شده تشكيل شد. همچنين تبديل از µ-كورديريت به ?-كورديريت و نيز تبلور مستقيم ?-كورديريت از فاز شيشه صورت مي گيرد.

Sol-gel is chemical method for synthesis of nanometric powder that has been proposed in recent years. In the present investigation, synthesis of amorphous and nanometric powder with stoichiometric composition of cordierite in MgO-Al2O3-SiO2 system was prepared by tetraethyl orthosilicate and magnesium and aluminium chlorides. Particle size distribution of synthesised powder investigated by laser method. Structural investigation of gel derived powder at 100?C and 1385?C were characterized by FT-IR. The mechanism of cordierite formation was also studied using DTA and XRD techniques to follow the reactions occurring during gel heat treatment up to full cordierite conversion (1385?C). XRD analysis revealed that spinel and cristobalite are formed at the beginning of heat treatment and then ?-cordierite formed as the main crystalline phase in the sintered glass-ceramic by the reaction between spinel and cristobalite at crystallization peak temperature. The transformation of µ-cordierite to ?-cordierite and a direct crystallization of ?-cordierite from glass also occurred.