انوپودرهاي كامپوزيتي آلومينا ـ زيركونيا براي استفاده در ساخت هواپيما توسط محققان دانشگاه تربيت مدرس سنتز شد.

به گزارش فارس - نانوپودر آلومينا ـ زيركونيا با روش‌هاي متفاوتي همچون آسياب خشك يا تر مخلوط پودرهاي آلومينا و زيركونيا، سل ـ ژل و روش‌هاي ماده اوليه مايع تهيه مي‌شود. محققان دانشگاه تربيت مدرس از روش سل ـ ژل بهره گرفته‌اند. زيرا در روش‌هاي متداول مانند روش آسياب خشك يا تر، حضور مخلوط ناهمگن ذرات و ميكروساختار غير يكنواخت اجتناب‌ناپذير است.
همچنين روش سل ـ ژل نسبت به ساير روش‌هاي متداول مزيت‌هايي دارد كه مي‌توان به حصول نانوپودرهاي كامپوزيتي همگن، كاهش درجه حرارت سينترينگ، افزايش ساختار دانه ريز و سادگي و صرفه اقتصادي اشاره كرد.
ايوب تعاوني گيلان مجري اين طرح سيستم آلومينا ـ زيركونيا را يكي از نانوكامپوزيت‌هاي سراميكي سودمند دانست و گفت: اين نانوكامپوزيت به دليل خصوصيات مكانيكي عالي شامل استحكام، چقرمگي، مقاومت به خوردگي و پايداري گرمايي و شيميايي، به طور گسترده‌اي در ساخت بدنه هواپيما، ابزارهاي برشي، ادوات زرهي، قطعات با استحكام بالا، پره‌هاي توربين و قالب‌ها يا اجزاي مصنوعي طبي مورد استفاده قرار مي‌گيرد.
در سيستم آلومينا ـ زيركونيا، ساختار و خصوصيات كامپوزيت نهايي به خصوصيات نانوپودر تهيه شده مانند همگني، توزيع اندازه ذرات و خلوص آن بسيار وابسته است. از اين رو، پژوهشگران روي كاهش اندازه ذرات پودر كامپوزيتي اوليه و نيز مورفولوژي دانه نهايي در ريزساختار متمركز شده‌اند.
به گفته مهندس تعاوني، پژوهشي با هدف رسيدن به نانوپودري همگن با سايز نانو و سطح ويژه بالا كه توانايي سينترينگ بسيار بالايي داشته و بتواند زيركونياي موجود در نانوپودر را در فاز تتراگونال تثبيت كند و بدين وسيله خاصيت چقرمگي و استحكام بالاي نانوكامپوزيت ساخته شده را افزايش دهد، انجام شده است.
در اين پژوهش، نانوپودرهاي آلومينا – زيركونيا با درصدهاي متفاوت زيركونيا با استفاده از مواد اوليه آلكوكسيدي با روش سل - ژل سنتز شدند. در نهايت، ژل‌هاي خشك شده بدست آمده، تحت عمليات حرارتي قرار گرفتند.
عضو هيئت علمي دانشگاه جامع علمي-كاربردي استان كرمانشاه توضيح داد: آناليزهاي BET نشان دادند كه افزايش درصد زيركونيا باعث كاهش سطح ويژه و افزايش سايز حفره‌اي ذرات مي‌شود. همچنين با افزايش درصد زيركونيا، گذار فازي آلوميناهاي انتقالي به فاز پايدار آلفا - آلومينا به درجه حرارت‌هاي بالاتر انتقال پيدا مي‌كند. همچنين آناليز SEM حاكي از آن بود كه نانوپودرهاي به دست آمده تقريباً كروي شكل بوده و اندازه‌اي بين 75-15 نانومتر دارند.
جزئيات اين پژوهش كه به عنوان بخشي از پروژه كارشناسي ارشد ايوب تعاوني گيلان با راهنمايي احسان طاهري نساج و همكاري آخوندي در دانشگاه تربيت مدرس انجام شده، در مجله Journal of Non-Crystalline Solids (جلد 355، صفحات 316–311، سال 2009) منتشر شده است.