سنتز و شناسایی نانوپودر کاربید سیلیسیم به روش ترکیبی سل-ژل و سینترینگ پلاسمای جرقه‌ای

Abstract

نانوذرات کاربید سیلیسیم به یک روش جدید با ترکیبی از روش سل-ژل و سینترینگ پلاسمای جرقه‌ای با استفاده از تترا اتیل اورتوسیلیکات و رزین فنولیک به عنوان مواد اولیه سنتز شدند. بعد از پیرولیز در دمای °C 800 ذرات سیلیکا پوشیده شده با کربن بدست آمدند. عملیات احیاء کربوترمی به کمک پلاسمای جرقه‌ای منجر به تشکیل سریع نانوذرات کاربید سیلیسم در دمای نسبتا پایین °C 1300 شد. اثرات نسبت مولی C/Si در مواد اولیه و دمای عملیات حرارتی بر نانوپودرهای سنتز شده مورد بررسی قرار گرفت. نانوپودرهای کاربید سیلیسیم با استفاده از آنالیز پراش اشعه ایکس (XRD)، طیف‌سنج مادون قرمز (FT-IR)، جذب و واجذب نیتروژن (BET و BJH)، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FE-SEM) و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) بررسی شدند. الگوهای XRD و نوار جذبی Si-C در طیف FT-IR نشان داد ذرات نانومتری کاربید سیلیسیم بعد از عملیات کربوترمی به کمک پلاسمای جرقه‌ای نمونه با نسبت مولی 3= C/Si در دمای °C 1300 به مدت 15 دقیقه بدست آمدند. مطالعات ریزساختاری انجام شده بوسیله SEM/TEM و آنالیز جذب و واجذب نیتروژن نانوپودر سنتز شده نشان داد نانوذرات کاربید سیلیسیم با اندازه کمتر از nm 45 با مورفولوژی شبه کروی و سطح ویژه m²/g 162 بدست آمدند.