ارزیابی رفتار جریان یابی دوغاب های آبی نانوذرات زیرکنیا

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد، پژوهشگاه مواد و انرژی

2 استادیار، پژوهشکده سرامیک-پژوهشگاه مواد و انرژی-کرج-البرز

3 استادیار، پژوهشگاه مواد و انرژی

چکیده

در این پژوهش تلاش شد تا دوغاب های آبی نانوذرات زیرکنیا در pHهای مختلف تهیه و رفتار جریان یابی آنها بررسی شود. مقدار ماده جامد، 40% وزنی انتخاب شد و دوغاب ها بدون افزودنی تهیه شد. در این پژوهش مقدار pH از 3 تا 8 تغییر داده شده و رفتار جریان یابی (تنش برشی بر حسب سرعت برشی و گرانروی بر حسب سرعت برشی) بررسی شد؛ همچنین گرانروی تئوری با استفاده از روابط موجود، محاسبه و با گرانروی تجربی مقایسه شد. بر اساس روابط تئوری، مقادیر گرانروی بالایی برای دوغاب های زیرکنیا پیش بینی شد؛ در حالی که در واقعیت دوغاب ها گرانروی کمتر و رفتار ایده آل تری را از خود نشان دادند. همچنین نتایج نشان داد با افزودن پراکنده ساز دولاپیکس CE64، رفتار دوغاب زیرکنیا، نیوتنی تر شد. ضرایب جریان یابی محاسبه شده نیز ثابت کرد که در 4=pH و با استفاده از دولاپیکس می توان به شرایط بهتری از جریان یابی و روانسازی رسید و پایداری دوغاب را افزایش داد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] R. H. French, S. J. Glass, F. S. Ohuchi, Y. -N. Xu, W. Y. Ching, Experimental and theoretical determination of the electronic structure and optical properties of three phases of ZrO2. Physic Review B. 49(1994), 5133-5138.
[2] F. Davar, A. Hassankhani, M.R. Loghman-Estarki, Controllable synthesis of metastable tetragonal zirconia nanocrystals using citric acid assisted sol–gel method. Ceram Int. 39(2013) 2933-2941.

[3] B. Zhang, B. Wang, C. Zhao, Microstructural effect on the radiative properties of YSZ thermal barrier coatings (TBCs). Inter. J. Heat. Mass. Transfer. 73(2014) 59-66.

[4] M.R. Loghman-Estarki, M. Pourbafrany, R. Shoja Razavi, H. Edris, S.R. Bakhshi, M. Erfanmanesh, H. Jamali, S.N. Hosseini, M. Hajizadeh-Oghaz, Preparation of nanostructured YSZ granules by the spray drying method. Ceram. Int. 40(2014) 3721-3729.

[5] S. Mueller, E.W. Llewellin, H.M. Mader, The rheology of suspensions of solid particles. Proc. Royal. Soc. A. 466(2010) 1201–1228.

[6] J. Lu, I. Do, H. Fukushima, I. Lee, L.T. Drzal, Stable aqueous suspension and self-assembly of graphite nanoplatelets coated with various polyelectrolytes. J. Nanomater. 2010(2010) 1-11.

[7] J.S. Reed, Principles of ceramics processing, John Wiley & Sons, Inc., NewYork. 1994, 27-50.

[8] S. Cinar, Rheological behavior of oxide nanopowder suspensions, PhD thesis, Iowa State University, Iowa, 2013.

[9] K. Holmberg, Handbook of applied surface and colloid chemistry, John Wiley and Sons, Inc., USA, 2001, 350-390.

[10] S. Panda, G.C. Mohanty, R.N. Smal, A.P. Mohapatra, M.K. Nayak, A. Acharya, G.S. Roy, Evaluation of Huggins’ constant, kraemer’s constant and viscosity concentration coefficient of polymer PVA (Mw=125000) in distilled water, 1N NaOH and 1N KOH, Researcher, 2(2010) 5-9.

[11] R. Pamies, J.G. Hernández Cifre, M.C. López Martínez, J. Torre, Determination of intrinsic viscosities of macromolecules and nanoparticles. Comparison of single-point and dilution procedures. Colloid Polym Sci. 286(2008) 1223–1231.

[12] S. Moghadas, A. Maghsoudipour, M. Alizadeh, T. Ebadzadeh, Investigation on rheological behavior of 8mol% yttria stabilized zirconia (8YSZ) powder using Tiron. Ceram.Int. 37(2011) 2015-2019.

[13] S.P. Rao, S.S. Tripathy, A.M. Raichur, Dispersion studies of sub-micron zirconia using Dolapix CE64. Colloid Surf. A 302(2007) 553-558.

[14] H. Majidian, T. Ebadzadeh, E. Salahi, Stability evaluation of aqueous alumina–zircon–silicon carbide suspensions by application of DLVO theory. Ceram. Int. 37(2011) 2941–2945.

[15] T. Fengqiu, H.  Xiaoxian, Z.  Yufeng, G. Jingkun, Effect of dispersants on surface chemical properties of nano-zirconia suspensions. Ceram. Int. 26(2000) 93-97.

[16] M.J. Readey, R.R. Lee, J.W. Halloran, A.H. Heuer, Processing and sintering of ultrafine MgO‐ZrO2 and (MgO, Y2O3)‐ZrO2 powders. J.Ame. Ceram. Soc. 73(1990) 1499-1503.

[17] A. Hanifi, M. Zazulak, T.H. Etsell, P. Sarkar, Effects of calcination and milling on surface properties, rheological behaviour and microstructure of 8mol% yttria-stabilised zirconia (8 YSZ). Powder technol. 231(2012) 35-43.

[18] V. Naglieri, D. Gutknecht, V. Garnier, P. Palmero, J. Chevalier, L. Montanaro, Optimized slurries for spray drying: Different approaches to obtain homogeneous and deformable alumina-zirconia granules. Materials. 6(2013) 5382-5397.