سنتز و مشخصه یابی نانوذرات زیرکونیوم و بررسی تاثیر آسیاکاری بر توزیع اندازه ذرات

در این مقاله با توجه به قابلیت های منحصر به فرد نانومواد نظیر همگنی در اختلاط و نسبت سطح به حجم زیاد، سنتز و مشخصه یابی نانوذرات زیرکونیوم و بررسی مدت زمان آسیاکاری بر توزیع اندازه نانوذرات تهیه شده، مورد بررسی قرار گرفته است. برای تهیه نانوذرات زیرکونیوم دی اکساید، از روش سل-ژل به عنوان روش پایه سنتز و از پیش ماده زیرکونیوم تتراکلراید استفاده شده است.  سنتز پودر خالص زیرکونیوم، با استفاده از روش احیا دو مرحله ای از سنتز نانوذرات ZrO2 در جو نیتروژن انجام شد. در مرحله اول سنتز، پودر ZrO2  به همراه پودر فلزی منیزیم پس از آسیا کاری، در کوره حرارتی تا دمای 800 درجه سانتی گراد کلسینه شد. سپس در مرحله نهایی سنتز برای تصفیه بیشتر پودر حین آسیاکاری، از فلز کلسیم استفاده شد. نتایج آنالیزهای EDX در هر مرحله از سنتز نشان می دهد، پس از اضافه کردن مقدار کمی از فلز کلسیم، غلظت اکسیژن با موفقیت به حدود 043/0 درصد وزنی کاهش یافت که مطابق با مشخصات استاندارد اسفنج زیرکونیوم (ASTM B349/ B349M-16) است. همچنین نتایج آنالیز DLS نشان می دهد، زمان بهینه آسیاب شدن نانوذرات، 12 ساعت می باشد. این پژوهش، فرآیند جدیدی را برای تولید نانوپودر زیرکونیوم فلزی با خلوص بالا با قابلیت جایگزینی برای فرآیند مرسوم صنعتی ارایه می دهد.