مواد و فناوری‌های پیشرفته

مواد و فناوری‌های پیشرفته

تهیه تیتانات نئودیم نانوساختار با روش شیمیائی و مطالعه خواص آن

نویسنده
Material Science & Eng., Sharif University of Technology
10.30501/jamt.2010.70189
چکیده
در این مقاله، پودر و لایه نازک نانوساختاری اکسید تیتانات نئودیم با ترکیبات فازی مختلف به کمک روش سل ? ژل تهیه شد. سل های تهیه شده دارای توزیع اندازه ذرات باریک در محدوده nm 26- 20 بودند. آنالیز XRD نشان داد که پودرهای تهیه شده با نسبت مولی حاوی مخلوط فازی Nd4Ti9O24، Nd2Ti4O11 ، و Nd3Ti4O12 ، با نسبت مولی حاوی مخلوط فازی Nd2TiO5 و Nd2O3 و برای نسبت مولی مساوی Nd:Ti فاز خالص Nd3TiO12 بدست آمد. اندازه کریستالیت پودرهای آنیل شده در دمای 400 درجه سانتی?گراد به کمک آنالیز TEM در بازه nm8/2-1 تعیین شد و یک رشد تدریجی تا حدود nm7/6 پس از عملیات حرارتی در دمای 1000 درجه سانتی?گراد مشاهده گردید. مورفولوژی لایه های رسوب داده شده توسط آنالیز SEM بررسی شد که به صورت همگن و نانوساختار بودند. همچنین آنالیز AFM نشان داد که توپوگرافی لایه های تهیه شده ستونی مانند حاوی دانه های 30- 17 نانومتری در دمای آنیل C˚600 و 60-40 نانومتری در دمای آنیل C˚800 بودند. بازه اندازه دانه ها بستگی به نسبت مولی Nd:Ti داشت.در نهایت مساحت سطح ویژه پودرها توسط آنالیز BET اندازه گیری شد، مشاهده شد که با افزایش نسبت مولی Nd:Ti مساحت سطح ویژه پودرها به بزرگی m2/g110 در دمای آنیل 400 درجه سانتی?گراد رسید.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Preparation and Evaluation of Nanostructured Neodymium Titanate via Chemical Method

چکیده English

Nanostructured neodymium titanium oxide thin films and powders with different phase compositions were produced by a straightforward particulate sol-gel route. The sols showed a narrow particle size distribution in the range of 20-26 nm. X-ray diffractograms (XRD) show that the powders contain mixtures of Nd4Ti9O24, Nd2Ti4O11, Nd3Ti4O12 for titanium dominant powders (Nd:Ti≤45:60), mixtures of Nd2TiO5 and Nd2O3 for neodymium dominant powders (Nd:Ti≥75:25) and pure Nd3Ti4O12 phase for equal molar ratio of Nd:Ti. Transmission electron microscope (TEM) images confirmed that the average crystallite size of the powders annealed at 400ºC was in the range 1.0-2.8 nm and a gradual increase was occurred up to 6.7 nm by heat treatment at 1000ºC. Field emission scanning electron microscope (FE-SEM) analysis revealed that the deposited thin films had uniform and nanocrystalline structure. Moreover, atomic force microscope (AFM) images presented that the thin films had a columnar like morphology with average grain size in the range 17-30 nm at 600ºC and 40-60 nm at 800ºC. The surface area of the powders was enhanced by increasing Nd:Ti molar ratio and reached as high as 110 m2/g for the powder containing Nd:Ti=75:25 (molar ratio) at 400ºC.

کلیدواژه‌ها English

Neodyminum Titanate
Nanostructure
Metallurgical Properties
Sol-Gel