تاثیر زمان آسیاکاری و خواص رئولوژیکی در دست‌یابی به همگنی فازی و ریزساختاری سرامیک‌های چندبلوری ایتریم آلومینیوم گارنت

Abstract

در این پژوهش، سرامیک چند بلوری ایتریم آلومینیوم گارنت (YAG) با استفاده از ریخته‌گری دوغابی یک مخلوط آبی از نانو‌پودرهای Al2O3 و Y2O3 و تف جوشی بدون فشار تهیه گردید. به منظور دست‌یابی به بهترین زمان آسیاکاری جهت انجام ریخته‎گری، مخلوط استوکیومتری از این پودرها در محیط آبی طی زمان‌های مختلف 1 تا 20 ساعت تحت آسیاکاری گلوله‌ای قرار گرفت. مقدار بهینه پراکنده‌ساز و خواص رئولوژیکی دوغاب به‌ترتیب با اندازه گیری گرانروی به عنوان تابعی از میزان پراکنده‌ساز و نرخ برشی اندازه‌گیری شد. تترااتیل اورتو سیلیکات (TEOS) به همراه دولاپیکس CE64 به‌ترتیب به‌عنوان کمک تف‌جوش و پراکنده‌ساز به مخلوط پودر اضافه گردید. سپس دوغابی حاوی 70% وزنی بار جامد در محیط آب دیونیزه تحت آسیاکاری طی زمان‌های مختلف آگلومره‌زدایی و ریخته‌گری شد. تف‌جوشی نمونه‌ها در دمای C˚1710 به مدت 12 ساعت انجام شد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FE-SEM) و آزمون برانوئر-امیت-تلر (BET) طی زمان‌های مختلف تهیه گردید. تأثیر زمان آسیاکاری بر چگالی نسبی خام و پخت، ترکیب فازی و ریزساختار نهایی نمونه‌ها مورد ارزیابی قرار گرفت. با توجه به این نتایج بهترین زمان آسیاکاری جهت آگلومره‌زدایی از مخلوط پودر 16 ساعت به‌دست آمد و دوغاب تهیه شده در این زمان به علت آگلومره‌زدایی بهتر و گرانروی پایین‌تر از رفتار تقریبی نیوتنی برخوردار بوده است. نتایج نشان داد که نمونه تهیه شده از سوسپانسیون آسیاکاری شده به مدت 16 ساعت، چگالی خام و پخت بالاتری دارد و ریز‌ساختار آن دارای توزیع اندازه دانه همگن‌تری است. نتایج الگوی پراش پرتوی ایکس نشان دادند که همه نمونه‌ها به صورت فاز خالص YAG می‌باشند.