تهیه نانو پودر دی بورید زیرکونیوم و بررسی خواص آن

دیبورید زیرکونیوم یکی از پایدارترین بوریدها است که دارای ساختار هگزاگونال می‏باشد. کاربردهای ویژه آن بدلیل خواص فیزیکی و شیمیایی منحصر بفرد آن از قبیل دانسیته مناسب، نقطه ذوب بالا، خنثایی شیمیایی مناسب، هدایت حرارتی و الکتریکی بالا، مقاومت به اسیدهایی چون hcl و hf و فلزات غیر آهنی میباشد. خواص ویژه این ماده دلیل استفاده از آن در بسیاری از زمینهها نظیر: ابزار برش، بوته‏های ذوب فلزات، الکترودهای دما بالا، کاتودهای فرایند الکتروشیمیایی تولید آلومینیوم (hall- heroult)، ترموکوپل کورههای دما بالا، زره حفاظت حرارتی، تجهیزات فراصوتی، پیشرانه‏ی موشک و نازل‏های اسپریهای دما بالا می‏باشد. اگرچه که به علت پیوندهای کوالانت قوی، متراکم کردن پودرهای zrb2 دشوار میباشد، سنتز پودرهای بسیار ریز می‏‎تواند نیرو محرکه‏ی زینترشدن را افزایش داده و تراکم را نیز افزایش دهد و خواص مکانیکی سرامیک حاصل را بهبود بخشد. در این تحقیق سعی بر تولید نانو پودر این ماده با استفاده از مواد اولیه با قیمت مناسب و در دسترس با روش سنتز خود احتراقی دما بالا و حین احیای منیزیوترمی شده است. مواد اولیه مورد استفاده شامل اکسیدزیرکونیوم، اکسیدبور، منیزیوم و سدیم کلرید میباشد. ترکیب استوکیومتری با افزودن مقادیر مختلف اکسید بور اضافی مورد بررسی قرار گرفته و همچنین تاثیر کلرید سدیم بر کاهش اندازه ذرات نیز بررسی شده است. در این تحقیق موفق به تهیه نانو پودر دی بوریدزیرکونیوم در دمای 800 درجه سانتیگراد شدیم که در مقایسه با دماهای ذکر شده در منابع، پایینتر بود. به منظور حذف اکسید زیرکونیوم واکنش نیافته و افزایش خلوص، عملیات حرارتی در دماهای بالاتر (1000-1200و1300 درجه سانتیگراد) نیز انجام شد. افزایش دما تا 1300 درجه سانتی گراد میزان تبدیل مواد اولیه به ماده مورد نظر را افزایش داد و پس از تخلیص (اسیدشویی)، ماده حاصله پودر دیبوریدزیرکونیوم با خلوص بالا و با متوسط اندازه ذرات 100-40 نانومتر بدستآمد. جهت بررسی خواص پودر حاصله در هر مرحله، نمونهها تحت آنالیز فازی پراش اشعهx قرار گرفتند و سپس توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) مطالعه شدند تا با توجه به نتایج حاصله، روند ادامه آزمایشات مشخص گردد.