عنوان پایان‌نامه
سنتز نانو پودر دکبالت بور به روش احیاء شیمیایی و بررسی ثاثیر عوامل فرایند بر مشخصات آن
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 44756;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 814
- تاریخ دفاع
- ۱۲ اسفند ۱۳۸۸
- دانشجو
- هومن صبارو
- استاد راهنما
- ابوالقاسم عطائی
- چکیده
- چکیده: نانوپودر کبالت- بور به دلیل داشتن خواص نرم مغناطیسی و کاتالیستی به عنوان ماده مناسب جهت استفاده در سیالات فرو، ذخیره کننده های مغناطیسی و واکنش های شیمیائی تولید هیدروژن مطرح است. در تحقیق حاضر نانوپودر کبالت- بور بوسیله فرآیند احیاء شیمیائی بوروهیدراید با بکار بردن دو ترکیب بوروهیدراید سدیم و کلرید کبالت آبدار II به دو صورت نانوذره و نانوساختار تحت اتمسفر آرگون سنتز شده است. به منظور بهینه کردن خواص نانوپودر سنتز شده اثر پارامتر pH بر روی مشخصات و خواص نانوپودر سنتز شده و عملیات حرارتی شده در دماهای 250، 500 و ? 600 مورد مطالعه قرار گرفته است. با کنترل پارامتر pH و استفاده از تنظیم کننده های pH مناسب می توان ذرات با اندازه، ترکیب و ساختار فازی متفاوت سنتز کرد. همچنین مشخص شده است با کنترل ترکیب و ساختار فازی، خواص مغناطیسی و رفتار حرارتی ذرات قابل تغییر است. بررسی مشخصات ترکیبی، ساختار فازی، مورفولوژی ذرات، رفتار حرارتی و خواص مغناطیسی نانوپودر کبالت- بور سنتز شده به ترتیب توسط روش های ICP، XRD، SEM، DSC و VSM مورد مطالعه قرار گرفته است. براساس نتایج به دست آمده ذرات کبالت- بور سنتز شده در سه pH متفاوت هریک دارای خواص منحصر به فرد هستند. از اینرو pH بهینه برای سنتز ذرات بنابر نوع کاربرد آنها متفاوت خواهد بود. ذرات با میزان اکتیویته زیاد و ساختار کاملاً آمورف در اثر استفاده از pH خنثی قابل دستیابی هستند. مقاومت به اکسیداسیون بالا و خواص مغناطیسی بهینه برای ذرات اولیه سنتز شده، برای نمونه به دست آمده از pH قلیائی قابل حصول است. با این وجود میزان پایداری حرارتی این ذرات در اثر تشکیل ترکیبات واسطه کاهش می یابد. همچنین ذرات با ساختار آمورف/ نانوکریستال با اندازه ای در حدود nm 300 در اثر استفاده از pH اسیدی به دست می آیند. این ذرات بعد از عملیات حرارتی تا 85% فاکتور اشباع مغناطیسی فلز کبالت توده ای با ساختار fcc را دارا هستند. این ویژگی با توجه به ساختار متراکم ذرات شایان توجه است.
- Abstract
- Abstract: Owing to soft magnetic property and catalytic character of Co- B nanopowders, utilizing them for ferrofluid, magnetic recording media, and hydrogen generation reactions is being promoted. In the present investigation, Co- B nanoparticle and nanostructured powder have been synthesized with chemical reduction method, through utilizing sodium borohydride and hydrated cobalt chloride II compounds under Ar atmosphere. Characters and properties of as- synthesized and heat treated nanopowders at 250, 500, and 600? have been investigated in order to optimize the properties of nanopowders. The size, composition, and phase structure of particles can be changed, either through controlling the pH factor or utilizing suitable pH tuning compound. Furthermore, as a result of control of composition and structure, major alteration in magnetic properties and thermal behavior is possible. The composition character, phase structure, particle morphology, thermal behavior, and magnetic properties of synthesized Co- B nanopowders have been investigated through ICP, XRD, SEM, DSC, and VSM techniques, respectively. On basis this research, nanopowders synthesized in three different pH have exclusive properties. Hence, the optimized pH for Co- B nanopowders depends on their fields of application. Sample synthesized at neutral pH has a high activity and complete amorphous structure. On the other hand, tilizing basic pH synthesizes Co-B nanopwders with high oxidation resistance and initial magnetic properties. However, due to formation of new compounds, powders cannot tolerate and save their pleasant properties at high temperatures. The acid pH can also be used for synthesizing Co- B nanopwoders with amorphous/ nanocrystalline structure and greater particle size. The saturation magnetization’s these powders increase dramatically after the heat treatment. These powders can have 85% of saturation magnetization’s bulk metallic Co, which is a distinguished and novel phenomenon.
