Please use this identifier to cite or link to this item: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/52209
Title: ผลของความเป็นกรด-เบสของสารละลายที่ใช้ตกตะกอนต่อสมบัติของผงนาโนแมกนีเซียมอะลูมิเนตสปิเนลที่สังเคราะห์ด้วยวิธีตกตะกอน
Other Titles: EFFECT OF PRECIPITANT SOLUTION pH ON PROPERTIES OF MAGNESIUMALUMINATE SPINEL NANOPOWDER SYNTHESIZED BY PRECIPITATION METHOD
Authors: อดิศร แซ่ลี้
Advisors: กานต์ เสรีวัลย์สถิตย์
Other author: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิทยาศาสตร์
Advisor's Email: Karn.S@Chula.ac.th,karn.s@chula.ac.th
Subjects: แมกนีเซียม
อะลูมิเนต
อนุภาคนาโน
Magnesium
Aluminates
Nanoparticles
Issue Date: 2559
Publisher: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
Abstract: งานวิจัยนี้ศึกษาผลของความเป็นกรด-เบสของสารละลายที่ใช้ตกตะกอนต่อสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของผงแมกนีเซียมอะลูมิเนตสปิเนลที่สังเคราะห์ด้วยวิธีตกตะกอน โดยใช้สารละลายแอมโมเนียมไฮโดรเจนคาร์บอเนตเป็นตัวช่วยตกตะกอน และปรับความเป็นกรด-เบสของสารละลายที่ใช้ตกตะกอนตั้งแต่ 7.7-10.8 ด้วยแอมโมเนียมไฮดรอกไซด์ จากผลการทดลองพบว่า เมื่อทำการสังเคราะห์โดยใช้สารละลายที่ใช้ตกตะกอนที่มีความเป็นกรด-เบส เท่ากับ 7.7 และ 8.0 จะพบว่าตะกอนที่สังเคราะห์ได้ปรากฎเฟสของแอมโมเนียมดอว์โซไนท์ และสารประกอบแมกนีเซียมที่มีความเป็นผลึกต่ำ โดยตะกอนที่ได้มีลักษณะกลม และมีอัตราส่วนโดยโมลของอะลูมินาต่อแมกนีเซีย (n) เท่ากับ 2.74 และ 2.47 ตามลำดับ เมื่อเพิ่มความเป็นกรด-เบสของสารละลายที่ใช้ตกตะกอนไปที่ 9.0 และ 10.0 ตะกอนที่สังเคราะห์ได้ปรากฎเฟสของ แอมโมเนียมดอว์โซไนท์ที่มีลักษณะแท่งและไฮโดรทัลไซต์ที่มีลักษณะกลม โดยมีค่า n ใกล้เคียง 1 เมื่อเพิ่มความเป็นกรด-เบสของสารละลายที่ใช้ตกตะกอนไปที่ 10.8 จะทำให้ตะกอนที่สังเคราะห์ได้ปรากฏเฟสของไฮโดรทัลไซต์ที่มีลักษณะกลม แต่เฟสแอมโมเนียมดอว์โซไนท์จะมีความยาวเพิ่มขึ้น นอกจากนี้ยังมีค่า n น้อยกว่า 1 อีกด้วย อย่างไรก็ตามเมื่อนำตะกอนที่สังเคราะห์ได้ทั้งหมดไปทำการเผาแคลไซน์ที่ 1100 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 2 ชั่วโมง จะพบเฟสของแมกนีเซียมอะลูมิเนตสปิเนลเฟสเดียว แต่แมกนีเซียมอะลูมิเนตสปิเนลที่สังเคราะห์ได้จะมีค่า n ที่แตกต่างกันขึ้นกับองค์ประกอบทางเคมีของตะกอนที่สังเคราะห์ได้ ซึ่งขนาดของผงแมกนีเซียมอะลูมิเนตสปิเนลที่เตรียมได้อยู่ในช่วง 7 – 90 นาโนเมตร เมื่อนำผงแมกนีเซียมอะลูมิเนตสปิเนลมาทดสอบความสามารถในการเผาผนึกพบว่า ความสามารถในการเผาผนึกจะขึ้นกับค่า n ซึ่งเป็นผลมาจากความเป็นกรด-เบสของสารละลายที่ใช้ตกตะกอน โดยเมื่อความเป็นกรด-เบสของสารละลายที่ใช้ตกตะกอนเพิ่มขึ้น ค่า n จะลดลงและความสามารถในการเผาผนึกของผงแมกนีเซียมอะลูมิเนตสปิเนลจะเพิ่มขึ้น โดยชิ้นงานที่เตรียมจากผงที่สังเคราะห์โดยใช้สารละลายที่ใช้ตกตะกอนที่มีความเป็นกรด-เบสเท่ากับ 10.8 จะมีความสามารถในการเผาผนึกที่ดีที่สุด โดยชิ้นงานสามารถเผาผนึกให้มีความหนาแน่นสัมพัทธ์ร้อยละ 99.3 เมื่อเผาผนึกที่อุณหภูมิเพียง 1500 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 4 ชั่วโมง โดยชิ้นงานที่เตรียมได้มีความแข็งที่ทดสอบด้วยวิธีวิกเกอร์สที่แรงกด 10 กิโลกรัมอยู่ที่ 1412 ± 136 Hv
Other Abstract: The present work focuses on the effect of precipitant solution pH on physical and chemical properties of magnesium aluminate spinel (MgAl2O4) nanopowders, synthesized by precipitation method using ammonium hydrogen carbonate as a precipitant and adjusting pH of the precipitant solution ranging from 7.7 to 10.8 using ammonium hydroxide. The result showed that pH value of the precipitant solution had a significant effect on phases, chemical composition, and morphology of precipitated precursors. The precursors obtained from the precipitant solution pH of 7.7 and 8.0 were found to be ammonium dawsonite and low-crystallinity magnesium compound with equiaxed shape. The Al2O3/MgO mole ratio (n) of the precursor was 2.74 and 2.47, respectively. As increasing the precipitant solution pH to 9.0 and 10.0, rod-like ammonium dawsonite and spherical-like hydrotalcite were observed. Moreover, the n values of both precursors were approximately 1. As increasing the precipitant solution pH further to 10.8, the hydrotalcite remained spherical-like shape. However, the aspect ratio of the ammonium dawsonite increased. Furthermore, the n value of the precursor was reduced to be less than 1. Although the chemical composition of all precursors was different depending on the precipitant solution pH, all powders calcined at 1100 °C for 2 hours were found to be MgAl2O4. The particle size of the MgAl2O4 powder was in a range of 7 to 90 nm. Sinterability of the MgAl2O4 powder was strongly influenced by the n value, depending on the precipitant solution pH. As the precipitant solution pH increased, the n value decreased resulting in an increase of sinterability of the MgAl2O4 powder. The MgAl2O4 ceramic, prepared from the MgAl2O4 powder synthesized from the precipitant solution pH of 10.8, exhibited the highest sinterability. The relative density of 99.3% was achieved by sintering at only 1500 °C for 4 hours. Vicker’s hardness using a 10-kgf load of the sintered ceramics was 1412 ± 136 Hv.
Description: วิทยานิพนธ์ (วท.ม.)--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2559
Degree Name: วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต
Degree Level: ปริญญาโท
Degree Discipline: เทคโนโลยีเซรามิก
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/52209
Type: Thesis
Appears in Collections:Sci - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
5672127923.pdf13.25 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.