بررسی تاثیر تیتانیا بر خواص فیزیکی و ریزساختاری کوردیریت سنتزی به روش حالت جامد

این تحقیق با هدف بررسی تاثیر مقادیر ۳، ۶ و ۹ درصد وزنی تیتانیا (TiO۲) بر خواص فیزیکی و ریزساختاری کوردیریت سنتزی (۲MgO . ۲Al۲O۳ . ۵SiO۲) به روش حالت جامد صورت گرفته است. از این رو کوردیریت با استفاده از مواد اولیه کائولن، تالک و آلومینا به روش حالت جامد در دماهای ۱۲۵۰، ۱۳۰۰و۱۳۵۰ درجه سانتی گراد سنتز شد. بررسی فازی و ریزساختاری در این تحقیق به وسیله آزمون پراش اشعه ایکس (XRD)، طیف سنجی فلورسانس اشعه ایکس (XRF)، آنالیز حرارتی(DTA-TGA) و تصاویر میکروسوپ الکترونی (SEM) انجام شد. در بررسی خواص فیزیکی نمونه ها خواصی همچون دانسیته حقیقی (پودر) بینg/cm۳ ۳/۰۰-۲/۵۳ ، دانسیته ظاهری بینg/cm۳ ۲/۱۵-۲/۰۸ ، دانسیته نسبی بین ۷۰-۸۵ درصد و تخلخل باز بین ۸/۳ -۱۹/۸ درصد، با روش های پیکنومتری و ارشمیدس اندازه گیری شد. استحکام فشاری نمونه ها نیز طبق استاندارد ASTM D۶۹۵ بین مقادیر MPa ۲۳۹-۴۵ اندازه گیری شد. نتایج آنالیز XRD و تصاویر SEM نشان داد افزایش دمای پخت و افزودن تیتانیا، باعث بهبود زینترپذیری و تشکیل فاز کوردیریت شده و مقدار فاز کوردیریت افزایش یافته و مقدار فازهای میانی اسپینل، مولایت و ... کاهش داشته است. دانسیته حقیقی نمونه ها، با افزایش دمای پخت و افزایش افزودنی تیتانیا به طور قابل ملاحظه ای روند افزایشی داشته است اما با حضور درصدهای بالاتر افزودنی تیتانیا در بدنه های کوردیریتی، میکرو ترک هایی در ساختار مشاهده گردید که موجب کاهش دانسیته ظاهری و افزایش درصد تخلخل شد که با کاهش دانسیته نسبی این نمونه ها همراه بود. خواص مکانیکی در نمونه کوردیریتی حاوی ۶ درصد افزودنی تیتانیا، پخت شده در دمای ۱۳۰۰ درجه سانتی گراد نسبت به نمونه کوردیریتی فاقد افزودنی به شدت بهبود یافت و استحکام فشاری این نمونه با ۲۷% افزایش به مقدار MPa ۱۷۶ رسید.

کلیدواژه ها:

کوردیریت ، تیتانیا ، سنتز حالت جامد ، ریزساختار ، استحکام فشاری