Please use this identifier to cite or link to this item: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/46080
Title: การลดการเกาะกันของผงนาโนแมกนีเซียมอะลูมิเนตสปิเนลที่สังเคราะห์ด้วยวิธีตกตะกอน
Other Titles: DEAGGLOMERATION OF MAGNESIUM ALUMINATE SPINEL NANOPOWDERS SYNTHESIZED BY PRECIPITATION METHOD
Authors: ศรุต ธีรสรเดช
Advisors: กานต์ เสรีวัลย์สถิตย์
Other author: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิทยาศาสตร์
Advisor's Email: Karn.S@Chula.ac.th
Subjects: สปิเนล
อนุภาคนาโน
การตกตะกอน (เคมี)
Spinel
Nanoparticles
Precipitation (Chemistry)
Issue Date: 2557
Publisher: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
Abstract: แมกนีเซียมอะลูมิเนตสปิเนล หรือ สปิเนล เป็นวัสดุที่มีสมบัติเด่นหลายด้าน จึงได้รับความนิยมในการใช้งานทางด้านวิศวกรรม เช่น ใช้เป็นเกราะใส ใช้เป็นวัสดุทนไฟ เป็นต้น วิธีตกตะกอนเป็นวิธีที่ได้รับความนิยมในการสังเคราะห์อนุภาคนาโนสปิเนล เนื่องจากมีต้นทุนต่ำ มีขั้นตอนการสังเคราะห์ไม่ซับซ้อน และสามารถขยายการผลิตเป็นระดับอุตสาหกรรมได้ แต่ในระหว่างขั้นตอนการสังเคราะห์ด้วยวิธีดังกล่าว อาจเกิดการเกาะกลุ่มกันของอนุภาคเกิดขึ้นระหว่างขั้นตอนการตกตะกอน ขั้นตอนการอบแห้ง และขั้นตอนการเผาแคลไซน์ ซึ่งการเกาะกลุ่มกันของอนุภาคนี้ส่งผลเสียต่อความสามารถในการเผาผนึกของอนุภาคนาโนสปิเนล งานวิจัยในครั้งนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาการลดการเกาะกลุ่มกันของอนุภาคนาโนสปิเนลที่เตรียมด้วยวิธีตกตะกอน โดยใช้สารตั้งต้นในรูปเกลือไนเตรต และใช้แอมโมเนียมไฮโดรเจนคาร์บอเนตเป็นสารช่วยตกตะกอน โดยศึกษาผลของการเติม cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) เป็นสารช่วยกระจายตัว ต่อการลดการเกาะกลุ่มกันของอนุภาคที่เกิดขึ้นระหว่างขั้นตอนการตกตะกอน ศึกษาผลของการล้างตะกอนด้วยตัวทำละลายอินทรีย์ต่อการลดการเกาะกลุ่มกันของอนุภาคระหว่างขั้นตอนการอบแห้ง และศึกษาผลของการเติมแอมโมเนียมซัลเฟตต่อการลดการเกาะกลุ่มกันของอนุภาคที่เกิดขึ้นระหว่างขั้นตอนการเผาแคลไซน์ พบว่าการเติม CTAB มีผลทำให้ความเป็นผลึกของตะกอนที่เตรียมได้ลดลง และทำให้ขนาดของอนุภาคที่มีการเกาะกลุ่มกันมีขนาดเล็กลง อย่างไรก็ตามเมื่อเผาแคลไซน์ตะกอนที่เตรียมได้ที่อุณหภูมิ 1100 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 2 ชั่วโมง ขนาดของตะกอนที่ผ่านการเผาแคลไซน์มีขนาดใกล้เคียงกัน การล้างตะกอนด้วยตัวทำละลายอินทรีย์ ส่งผลทำให้ตะกอนและอนุภาคนาโนสปิเนลที่เตรียมได้มีการเกาะกลุ่มกันน้อยลง และเมื่อนำอนุภาคนาโนสปิเนลที่เตรียมได้จากตะกอนที่ผ่านการล้างด้วยตัวทำละลายอินทรีย์มาขึ้นรูปเป็นวัสดุสปิเนลเซรามิก สามารถเตรียมชิ้นงานที่มีความหนาแน่นสัมพัทธ์สูงกว่าร้อยละ 97 เมื่อทำการเผาผนึกที่อุณหภูมิ 1500 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 2 ชั่วโมง การเติมแอมโมเนียมซัลเฟตลงในตะกอนที่ผ่านการอบแห้ง ไม่สามารถลดการเกาะกลุ่มกันของอนุภาคนาโนสปิเนลที่เกิดขึ้นระหว่างการเผาแคลไซน์ได้ นอกจากนี้เมื่อเติมแอมโมเนียมซัลเฟตในปริมาณเพิ่มขึ้น อนุภาคนาโนสปิเนลที่เตรียมได้มีแนวโน้มที่จะเกิดการเกาะกลุ่มกันของอนุภาคเพิ่มมากขึ้น
Other Abstract: Magnesium aluminate spinel (MgAl2O4) or spinel ceramics have been widely used in many fields due to their attractive properties. Precipitation is one of the most common techniques for preparing spinel nanopowders because it offers many advantages, including low cost, simple method, and ease of mass production. Unfortunately, agglomeration usually takes place during precipitation process, i.e., precipitation, drying, and calcination. These agglomerates deteriorate sinterability of the synthesized nanopowders. In the present work, deagglomeration of spinel nanopowders, synthesized by precipitation was investigated. Three approaches to reduce the formation of agglomeration during precipitation process were selected, i.e., adding cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) as a dispersant during precipitation, washing precipitated precursors with organic solvents, and doping dried precursors with ammonium sulfate. The results showed that adding CTAB as a dispersant during precipitation could decrease crystallinity of the precipitated precursors. The size of the agglomerated precursors was also decreased. However, adding CTAB did not have any effect on the size of the spinel nanopowders, calcined at 1100°C for 2 hours. In contrast, the formation of the agglomerates could be mitigated by washing the precipitated precursors with organic solvents, the spinel nanopowders with low degree of agglomeration were obtained. The relative density of the compact of the spinel nanopowders reached a value over 97% after sintering at 1500°C for 2 hours. Lastly, doping dried precursors with ammonium sulfate could not reduce the degree of agglomeration of the calcined nanopowders. Furthermore, the agglomerated size of the calcined nanopowders tended to increase as the amount of ammonium sulfate increased.
Description: วิทยานิพนธ์ (วท.ม.)--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2557
Degree Name: วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต
Degree Level: ปริญญาโท
Degree Discipline: เทคโนโลยีเซรามิก
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/46080
URI: http://doi.org/10.14457/CU.the.2014.814
metadata.dc.identifier.DOI: 10.14457/CU.the.2014.814
Type: Thesis
Appears in Collections:Sci - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
5572122623.pdf10.51 MBAdobe PDFView/Open


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