بررسی ترموسینتیکی اکسیداسیون پودر نیترید آلومینیوم

Abstract

دارای خواص فیزیکی عالی نظیر ضریب انبساط حرارتی پایین و هدایت حرارتی و مقاومت الکتریکی بالاست. علیرغم کاربرد (AlN) نیترید آلومینیوم گسترده در صنایع دیرگداز، این ماده در دماهای بالا و اتمسفر محیط تمایل به اکسید شدن دارد که این امر کاربری بلندمدت آن را تحت تاثیر قرار می ده د. لذا در دماهای بالا به وسیل ه AlN مطالعه اکسیداسیون این ماده چه از نقطه نظر بنیادی و چه کاربردی حائز اهمیت است. در این پژوهش، سینتیک اکسیداسیون پودر ترموگراویمتری بررسی شد. نتایج آزمون غیرهمدما در اتمسفر هوا نشان داد که اکسیداسیون پودر نانومتری در دماهای بسیار پایینتر از پودر میکرونی آغاز میشود. به کمک دادههای آزمون همدما، سینتیک اکسیداسیون توسط معادلات مربوطه تشریح و مکانیزم کنترل کننده شناسایی شد. برای تفسیر سینتیک اکسیداسیون، فرآیند به دو بخش تقسیم شد؛ در زمان های اولیه از معادله نرخ واکنش درجه اول (مکانیزم جوانه زنی و رشد) و در ادامه فرآیند از معادله جاندر برای توجیه مکانیزم نفوذ استفاده شد. انرژی اکتیواسیون هر دو مرحله محاسبه و همخوانی قابل قبولی میان آنها با مقادیر گزارش شده در منابع ملاحظه شد. اثر افزایش دما بر سینتیک اکسیداسیون پودر میکرونی و همچنین اثر کاهش اندازه ذره (برای دمای یکسان) نیز به کمک معادلات ریاضی حاکم بر هر بخش، نشان داده شد.