اثر نانوذرات آمورف Si۳N۴ بر عبور پرتو مادون قرمز α-Al₂O₃

مقدمه و اهداف: این پژوهش با هدف بهبود خواص نوری آلومینای پلی کریستال از طریق کنترل رشد دانه ها و کاهش نقص های ساختاری انجام شد. برای این منظور، تاثیر نانوذرات آمورف نیترید سیلیسیم به عنوان عامل تقویت کننده، همراه با کمک تفجوش های منیزیا و لانتانیا، بر عبور پرتو مادون قرمز بررسی شد. علاوه بر این، اثر ماده پراکنده ساز بر یکنواختی دوغاب و توزیع ذرات مورد مطالعه قرار گرفت.مواد و روش ها: کامپوزیت های موردنظر به روش رسوب دهی شیمیایی تهیه شدند. پودر آلومینا همراه با نانوذرات نیترید سیلیسیم، نیترات منیزیم، نیترات لانتانیم و ماده پراکنده ساز در محیط آبی ترکیب شد. برای بهبود پراکندگی ذرات، از امواج مافوق صوت استفاده شد و اسیدیته دوغاب جهت پایداری سوسپانسیون برابر ۱۰ تنظیم گردید. پس از آماده سازی پودر، فرآیند تف جوشی پلاسمای جرقه ای به منظور چگالش و کنترل رشد دانه ها اعمال شد. جهت مشخصه یابی نمونه ها، از روش های پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی و طیف سنجی مادون قرمز استفاده شد.یافته ها: نتایج حاکی از آن بود که افزودن ۰/۱ درصد وزنی نانوذرات نیترید سیلیسیم و ۲ درصد وزنی ماده پراکنده ساز، عبور پرتو مادون قرمز را به ۸۵ درصد در طول موج ۵-۶ میکرومتر افزایش داد. تصاویر میکروسکوپی کاهش اندازه دانه ها و بهبود یکنواختی ریزساختار را تایید کردند. همچنین، نتایج پراش پرتو ایکس نشان داد که ساختار بلوری آلومینا در تمامی نمونه ها حفظ شده است.نتیجه گیری: بهینه سازی فرآیند تف جوشی همراه با استفاده از نانوذرات نیترید سیلیسیم، امکان تولید آلومینای شفاف با خواص نوری بهبودیافته را فراهم می کند. این مواد قابلیت استفاده در سامانه های حساس به پرتو مادون قرمز از جمله سامانه های هدایت موشکی را دارند.

کلیدواژه ها:

آلومینا آلفا ، نانوذرات آمورف نیترید سیلیسیم ، ماده پراکنده ساز Dolapix CE۶۴ ، تف جوشی پلاسمای جرقه ای ، پرتو مادون قرمز