of 12

Kỹ thuật chế tạo

4 views
All materials on our website are shared by users. If you have any questions about copyright issues, please report us to resolve them. We are always happy to assist you.
Share
Description
Kỹ thuật chế tạo
Tags
Transcript
  Kỹ thuật chế tạo Do perovskite là một vật liệu gốm nên các chế tạo  perovskite phổ biến nhất là kỹ thuật gốm, hay còn gọi là kỹ thuật phản ứng pha rắn. Các nguyên liệu ban đầu là các ôxit của các kim loại được nghiền trộn trong thời gian dài để tạo sự đồng nhất, sau đó được ép thành viên và nung thiêu kết ở nhiệt độ cao để tạo ra phản ứng perovskite hóa (phản ứng pha rắn). Phương pháp này có ưu điểm là rẻ tiền, đơn giản, dễ dàng tạo ra vật liệu với khối lượng lớn.   Ngoài ra, perovskite có t hể được chế tạo bằng các  phương pháp phản ứng hóa học khác nhau ví dụ như  phương pháp sol - gel, phương pháp đồng kết tủa, với ưu điểm là cho vật liệu có chất lượng cao nhưng lại hạn chế khả năng tạo vật liệu với khối lượng lớn.   a) Phương pháp phả n ứ  ng pha r ắn (phương pháp gố m):   Phương pháp phả n ứ ng pha r  ắn là phương pháp truyề n th ống để  ch ế  t ạ o các oxit ph ứ c h ợp khá đơn giản và đượ  c s ử  d ụ ng khá ph ổ  bi ế n. Các nguyên li ệu ban đầ u là các oxit c ủ a các kim lo ại đượ  c nghi ề n tr  ộ n trong m ộ t th ờ  i gian dài để  t ạ o h ỗ n h ợp đồ ng nh ấ t. H ỗ n h ợp này sau đó đượ  c ép thành viên và nung thiêu k  ế t ở   nhi ệt độ   cao để  t ạ o ra ph ả n ứ ng pevrovskite hóa. Ph ả n ứ ng x ả y ra khi nung m ẫ u ở   nhi ệ t độ  cao (kho ả ng 2/3 nhi ệt độ  nóng ch ả y). Ở  nhi ệt độ  này,  các ch ấ t ph ả n ứ ng v ẫ n ở   tr  ạ ng thái r  ắ n nên ph ả n ứ ng x ả y ra ch ậm. Để   tăng độ   đồ ng nh ấ t trong v ậ t li ệ u và pha tinh th ể  t ạ o thành có c ấ u trúc tinh th ể   như mong muố n, khâu công ngh ệ  nghi ề n, tr  ộn, ép, viên và nung thường đượ  c l ặ  p l ạ i m ộ t vài l ầ n và ph ả i kéo dài th ờ  i gian nung m ẫ u. Phương pháp này có ưu điể m là r  ẻ  ti ền, đơn giả n đễ  dàng t ạ o ra v ậ t li ệ u v ớ  i kh ối lượ  ng l ớ  n. Tuy nhiên  phương pháp này bộ c l ộ  nhi ề u h ạ n ch ế  khi t ổ ng h ợ   p nhi ề u v ậ t li ệ u cao c ấp cho các lĩnh vực điện, điệ n t ử , quang, t ử…trong đó chất lượ  ng v ậ t li ệ u là y ế u t ố   hàng đầ u. Quy trình t ổ ng quát c ủa phương pháp phả n ứ ng pha r  ắ n: Hình1.Quy trình t ổ ng quát c ủa phương pháp phả n ứ ng  pha r  ắ n.    b/Phương pháp đồ ng k  ế t t ủ a: Đâ là một phương pháp hóa học đi từ  dung d ị ch thường dùng để  ch ế  t ạo các đơn oxit và đôi khi chế   t ạ o các oxit    ph ứ c h ợp. Trong phương pháp này, oxit phứ c h ợ   p  đượ  c ch ế  t ạ o b ằ ng cách k  ế t t ủ a t ừ  dung d ị ch mu ố i ch ứ a các cation kim lo ại dướ  i d ạng hydroxit, cacbonat, citrat… khi các dung d ịch đạt đến độ  bão hòa thì xu ấ t hi ệ n các m ầ m k  ế t t ủ a. Các m ầ m k  ế t t ủ a phát tri ể n thông qua s ự  khuy ế ch tán v ậ t ch ấ t lên b ề  m ặ t m ầ m. Sau đó hỗ n h ợ   p k  ế t t ủa đượ  c l ọ c, tách, r  ử a s ạ ch, s ấ y khô , nung ở   m ộ t kho ả ng nhi ệt độ  thích h ợp, ta thu đượ  c m ẫ u b ộ t v ớ  i s ự   đồng đề u, m ị n và h ạt có kích thướ  c c ỡ   <1µm. Điề u ki ện đồ ng k  ế t t ủ a là tích s ố  hòa tan c ủ a các h ợ   p ch ấ t này ph ả i x ấ  p x ỉ  b ằ ng nhau và t ốc độ  k  ế t t ủ a trong su ố t quá trình ph ải như nhau. Nế u ch ọn được điề u ki ệ n k  ế t t ủ a t ốt thì quãng đườ  ng khuy ế ch tán ch ỉ   còn 10→50 l ần kích thướ  c ô m ạ ng và s ả n ph ẩ m sinh ra ở   nhi ệt độ   không cao, có độ   đồ ng nh ất, độ  tinh khi ế t hóa h ọ c cao và  b ề  m ặ t riêng l ớ  n. Tuy v ậy để  ch ọ n l ọc được các điề u ki ệ n trên r  ất khó .Thêm vào đó, sự  k  ế t t ủ a s ẽ  kéo theo m ộ t s ố  thành ph ầ n t ạ  p ch ất nào đó làm kế t t ủ a không có thành  ph ần như mong muốn. Đó là mộ t s ố  h ạ n ch ế  c ủa phương  pháp đồ ng k  ế t t ủ a. c/Phương pháp sol -gel: Phương pháp sol - gel là phương pháp do R.Roy đưa ra t ừ   năm 1956 cho phép trộ n l ẫ n các ch ấ t ở   quy mô nguyên t ử. Phương pháp sol -gel có nhi ều ưu điể m ti ềm năng hơn các phương pháp khác không chỉ   ở   ch ỗ   táo đượ  c m ức độ   đồ ng nh ấ t c ủ a các cation kim lo ạ i ở   quy mô nguyên t ử  mà  còn ch ế  t ạo đượ  c v ậ t li ệ u ở   d ạ ng kh ố i, màng m ỏ ng, s ợ  i và h ạt. Đây là mộ t y ế u t ố  công ngh ệ  vô cùng quan tr  ọ ng khi ch ế  t ạ o v ậ t li ệ u oxit ph ứ c h ợ   p ch ất lượ  ng cao. T ừ  các mu ố i kim lo ại tương ứng ban đầu, đượ  c tính toán theo m ộ t t ỉ  l ệ  x ác định và đượ  c hòa thành dung d ị ch. T ừ  dung d ị ch này, h ệ  keo c ủ a các h ạ t r  ắ n phân tán trong ch ấ t l ỏng đượ  c t ạ o thành, g ọ i là sol. Trong quá trình sol-gel, các precursor (h ợ   p ch ấ t nguyên li ệ u) t ạ o thành h ệ  keo là do các nguyên t ố  kim lo ạ i b ị  bao quanh b ở  i các ligan khác nhau mà không ph ả i là các ion kim lo ạ i khác. Khi  ph ả n ứ ng t ạo hơn 2 liên kế t thì phân t ử   có kích thướ  c không gi ớ  i h ạn được hình thành và đế n m ột lúc nào đó nó có kích thướ  c l ớ  n chi ế m toàn b ộ  th ể  tích dung d ị ch và t ạ o thành gel. Như vậ y gel là m ộ t ch ấ t t ạ o b ở  i m ộ t pha r  ắ n liên t ụ c bao quanh m ộ t pha l ỏ ng liên t ụ c. Tính liên t ụ c c ủ a  pha r  ắ n t ạo nên tính đàn hồ i c ủ a gel. H ầ u h ế t các gel là vô đị nh hình. Khi s ấ y khô gel ở   nhi ệt độ   cao để  lo ại nướ  c, trong gel xu ấ t hi ệ n ứ ng su ấ t mao qu ả n làm co m ạ ng gel. Ch ất này đượ  c g ọ i là xerogel. Quá trình già hóa gel là quá trình bi ến đổ i c ấ u trúc gel theo chi ều hướ  ng t ạ o thành tr  ạ ng thái tinh th ể  ho ặc vô đị nh hình sít ch ặt hơn. Quá trình này luôn x ảy ra khi gel linh động hơn ở   nhi ệt độ  cao ho ặ c có m ặ t dung môi. Khi gia nhi ệ t ở   nhi ệt độ  thích h ợ   p thì t ạ o thành v ậ t li ệ u g ố m có c ấ u trúc tinh th ể  và có m ậ t độ   cao hơn.  
Related Search
Advertisements
Related Docs
View more...
We Need Your Support
Thank you for visiting our website and your interest in our free products and services. We are nonprofit website to share and download documents. To the running of this website, we need your help to support us.

Thanks to everyone for your continued support.

No, Thanks