Skip to main content
SUPERVISOR
Ismaeil Abdolhosseini Sarsari,Amir Alhaji
اسماعیل عبدالحسینی سارسری (استاد راهنما) امیر الحاجی خوراسگانی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Ali Ahmadi
علی احمدی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده فیزیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1395

TITLE

Evaluation of effective parameters in the synthesis of ceramic nanoparticles by flame spray pyrolysis
Ceramic nanoparticles are among the most important materials that are widely used in industries. The microelectronics and nanoelectronics industries, medicine and pharmaceuticals, cosmetics, food and other fields are the subject of this category of materials. Therefore, various research and studies on the development of effective and scalable methods for the synthesis of nanoparticles have brought different results and achievements. One of these achievements is the flame spray pyrolysis technology that has been researching and developing since the past. Therefore, the present research has investigated the synthesis of ceramic nanoparticles using this technology. After exploring different methods, required synthesizing setup for this research was prepared. In this method, the precursor is sprayed into a hydrocarbon flame. The necessary enthalpy is provided to decompose the precursor and synthesize metal oxide nanoparticles by the flame heat. In the synthesis of Aluminum oxide (Al 2 O 3 ), Zinc oxide (ZnO) and Manganese oxide (Mn 3 O 4 ) nanoparticles, organic and inorganic precursors were used to determine their effects in prepared samples. The flame temperature was measured at the highest point almost 1000 ? and 700 ? for organic and inorganic samples respectively. The obtained powders were divided into two groups, one of them annealed in furnace, and the other one remained without any heat treatment for investigating by EDX, XRD, SEM, and FESEM analyzes. Using EDX, the presence of elements in the sample were studied and the XRD utilized to analyze the sample phase. In addition, the SEM and FESEM images revealed the size of the particles and their morphology, and indicated that various precursors of a metal effect the morphology and particle size. The mean particle size of Aluminum oxide nanoparticles was obtained 80 nm using inorganic precursor. The same values were about 40 nm and 25 nm, for Zinc oxide and 60 nm and 40 nm for Manganese oxide nanoparticles synthesized using inorganic and organic precursors, respectively. Examining FESEM micrographs of annealed samples revealed that the particles in this process have grown and formed larger particles. The mentioned sintering process behaves different routines for nanoparticles derived from organic and inorganic precursors.
نانوذرات سرامیکی از جمله مهم‌ترین موادی هستند که کاربردهای وسیعی در صنایع دارند. صنایع میکرو و نانوالکترونیک، پزشکی و داروسازی، صنایع آرایشی و بهداشتی، غذا و دیگر حوزه‌ها، مواردی هستند که مخاطب این دسته از مواد هستند. به همین جهت است که تحقیق و پژوهش‌های مختلف در زمینه‌ی تکامل و توسعه روش‌های موثر و مقیاس پذیر در سنتز نانوذرات نتایج و دستاوردهای مختلفی را برجای گذاشته است. یکی از این دستاوردها، فناوری پاشش حرارتی شعله [1] است که از گذشته تاکنون مورد تحقیق و توسعه قرار گرفته است. لذا تحقیق حاضر به سنتز [2] نانوذرات سرامیکی با این فناوری پرداخته است. پس از تحقیق و بررسی شیوه‌های مختلف و فرآیندها و سامانه های بکارگرفته شده در سنتز نانوذرات به روش پاشش حرارتی شعله، سامانه لازم جهت انجام این پژوهش فراهم گردید. در این شیوه که بر پایه یک شعله‌ی هیدروکربنی است، پیش ماده [3] محلول که حاوی فلز مورد نظر است وارد شعله می‌شود. بر اثر حرارت شعله آنتالپی لازم جهت تجزیه محلول فراهم شده و ماده مورد نظر به صورت نانوسنتز می‌شود. در این پژوهش پیش ماده‌ها‌ی مواد مختلف مورد بررسی قرار گرفت. نانوذرات اکسید آلومینیوم Al 2 O 3 ، اکسید روی ZnO و اکسید منگنز Mn 3 O 4 موادی بودند که جهت سنتز انتخاب شدند. در سنتز این مواد، هم از پیش ماده آلی و هم از پیش ماده معدنی استفاده گردید تا اثرات آن در نمونه سنتز شده مشخص شود. دمای شعله در بالاترین قسمت برای نمونه‌های آلی نزدیک به 1000 و برای نمونه‌های معدنی نزدیک به 700 اندازه گیری شد. پودرهای حاصل شده به دو دسته تقسیم شدند یک قسمت پودرهایی که به منظور پخت در کوره قرار گرفت و قسمت دیگر پودرهایی که مستقیما بدست آمد و بدون هیچگونه عملیات حرارتی آنالیز شدند. آنالیزهای EDX و XRD و SEM و FESEM از نمونه‌ها تهیه شد. با استفاده از آنالیز EDX عناصر موجود در نمونه مورد بررسی قرار گرفت و پراش اشعه ایکس ، XRD، کمک کرد تا فاز [4] نمونه حاصل شده مورد بررسی قرار گیرد . علاوه بر آن تصاویر SEM و FESEM اندازه ذرات تشکیل شده و مورفولوژی آن‌ها را مشخص کرد و نمایان گردید که اثرات انواع پیش ماده از یک نوع فلز، خود را در مورفولوژی و اندازه ذرات آشکار می‌کند. اندازه نانوذرات اکسید آلومینیوم با استفاده از پیش ماده معدنی به طور میانگین nm 80 بدست آمد در حالی که برای اکسید روی با استفاده از پیش ماده‌های معدنی و آلی به ترتیب nm 40 و nm 25 و برای اکسید منگنز با استفاده از پیش‌ماده‌های معدنی و آلی به ترتیب nm 60 و nm 40 بدست آمد. با بررسی نمونه‌های پخت شده نیز مشخص شد که ذرات در این فرآیند به یکدیگر جوش می‌خورند و ذرات بزرگتری را شکل می‌دهند و این جوش خوردگی برای نانوذرات حاصل شده از پیش ماده‌های آلی و معدنی با یکدیگر متفاوت است. [1] flame spray pyrolysis [2] synthesis [3] precursor [4] phase

ارتقاء امنیت وب با وف بومی