تهیه شیشه-سرامیک نانوکریستال میکای لیتیمی به روش ذوب و بررسی خواص مکانیکی آن

در این پژوهش تهیه شیشه- سرامیک نانوکریستال و شفاف میکای لیتیمی به روش ذوب و ریخته گری مورد بررسی قرار گرفت. تاثیر دما و زمان بر روی فازهای کریستالی، ریزساختار و میزان شفافیت شیشه- سرامیک مطالعه و بررسی شد. به منظور دست یابی به ریزساختاری یکنواخت و نانوکریستال، انجام مرحله جوانه زنی ضروری است. بنابراین، ابتدا شرایط مرحله جوانه زنی بهینه شده و سپس دما و زمان بهینه برای مرحله رشد تعیین گردید. فازهای موجود در شیشه- سرامیک ها به کمک پراش پرتو ایکس (xrd) و ریزساختار آنها با میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) بررسی گردید. خواص مکانیکی نمونه ها نظیر استحکام خمشی، سختی و چقرمگی شکست اندازه گیری شد. خواص لومینسنس شیشه و شیشه-سرامیک نیز مطالعه شد. نتایج نشان داد که توزیع یکنواخت نانوکریستال های لیتیم-میکا با اندازه کمتر از 30 نانومتر در زمینه شیشه ای باعث ایجاد ترکیبی از خواص مناسب در نمونه گردید. حضور نانوکریستال ها در شیشه- سرامیک از طریق انحراف ترک و افزایش انرژی سطح شکست، سبب افزایش چقرمگی شکست تا مقدار m0.5 mpa 37/1شده است. استحکام و سختی شیشه- سرامیک ها نیز در حضور نانوکریستال ها افزایش یافت و بترتیب برابر با mpa 36/169و gpa 97/3 بدست آمد. مطالعات کینتیکی با استفاده از روش dta انجام شد. مقادیر انرژی فعال سازی برای کریستالیزاسیون و عدد آورامی به ترتیب برابر با kj/mol 57/338 و 93/2 بدست آمد. به منظور دست یابی به خواص لومینسنس، اکسید ایتریم به میزان %1 وزنی به عنوان دوپنت به ترکیب اولیه شیشه اضافه گردید. نتایج فوتولومینسنس حاکی از وجود پیک نشر در محدوده نور مرئی در طیف نشر شیشه و شیشه- سرامیک بود.