Influence of nitrogen and air atmosphere during thermal treatment on micro and nano sized powders and sintered TiO2 specimens
Abstract
The influence of air and nitrogen atmosphere during heating on TiO2 nano and micro sized powders as well as sintered polycrystalline specimens was analyzed. Sintering of TiO2 nano and micro powders in air atmosphere was monitored in a dilatometer. Non compacted nano and micro powders were analyzed separately in air and nitrogen atmospheres during heating using thermo gravimetric (TG) and differential thermal analysis (DTA). The anatase to rutile phase transition temperature interval is influenced by the powder particle size and atmosphere change. At lower temperatures for nano TiO2 powder a second order phase transition was detected by both thermal techniques. Polycrystalline specimens obtained by sintering from nano powders were reheated in the dilatometer in nitrogen and air atmosphere, and their shrinkage is found to be different. Powder particle size influence, as well as the air and nitrogen atmosphere influence was discussed.
Испитиван је утицај атмосфере ваздуха и азота током загревања TiO2 прахова нано и микро величине честица као и синтерованих поликристалних узорака. Синтеровање нано и микро прахова у атмосфери ваздуха праћено је дилатометријски. Прахови који претходно нису пресовани нано и микро величина честица, анализирани су методом термогравиметрије ТГ и дифернцијалне термијске анализе ДТА у атмосфери ваздуха и азота. Температурски интервал фазног прелаза из анатаса у рутил је претрпео промене услед различите величине честица као и услед утицаја атмосфере. На нижим температурама код нано праха уочен је фазни прелаз другог реда коришћењем обе термалне технике. Поликристални узорци добијени синтеровањем нано праха у ваздуху загервани су поново у атмосферама азота и ваздуха и њихово скупљање је различито. Утицај величине честица праха као и утицај атмосфере азота или ваздуха је коментарисан.
Keywords:
nanopowder / sintering / dilatometry / TG/DTASource:
Science of Sintering, 2014, 46, 3, 365-375Funding / projects:
- Directed synthesis, structure and properties of multifunctional materials (RS-172057)
- Lithium-ion batteries and fuel cells - research and development (RS-45014)
Note:
- This is the peer‐reviewed version of the paper Labus, N., S. Mentus, Z.Z. Djuric, and M.V. Nikolic. 2014. “Influence of Nitrogen and Air Atmosphere during Thermal Treatment on Micro and Nano Sized Powders and Sintered TiO2 Specimens.” Science of Sintering 46 (3): 365–75. http://dx.doi.org/10.2298/SOS1403365L
DOI: 10.2298/SOS1403365L
ISSN: 0350-820X (Print); 1820-7413 (Online)
WoS: 000348599200010
Scopus: 2-s2.0-84920996226
Institution/Community
Институт техничких наука САНУ / Institute of Technical Sciences of SASATY - JOUR AU - Labus, Nebojša AU - Mentus, Slavko AU - Đurić, Zorka Ž. AU - Vujančević, Jelena AU - Nikolić, Maria Vesna PY - 2014 UR - https://dais.sanu.ac.rs/123456789/589 AB - The influence of air and nitrogen atmosphere during heating on TiO2 nano and micro sized powders as well as sintered polycrystalline specimens was analyzed. Sintering of TiO2 nano and micro powders in air atmosphere was monitored in a dilatometer. Non compacted nano and micro powders were analyzed separately in air and nitrogen atmospheres during heating using thermo gravimetric (TG) and differential thermal analysis (DTA). The anatase to rutile phase transition temperature interval is influenced by the powder particle size and atmosphere change. At lower temperatures for nano TiO2 powder a second order phase transition was detected by both thermal techniques. Polycrystalline specimens obtained by sintering from nano powders were reheated in the dilatometer in nitrogen and air atmosphere, and their shrinkage is found to be different. Powder particle size influence, as well as the air and nitrogen atmosphere influence was discussed. AB - Испитиван је утицај атмосфере ваздуха и азота током загревања TiO2 прахова нано и микро величине честица као и синтерованих поликристалних узорака. Синтеровање нано и микро прахова у атмосфери ваздуха праћено је дилатометријски. Прахови који претходно нису пресовани нано и микро величина честица, анализирани су методом термогравиметрије ТГ и дифернцијалне термијске анализе ДТА у атмосфери ваздуха и азота. Температурски интервал фазног прелаза из анатаса у рутил је претрпео промене услед различите величине честица као и услед утицаја атмосфере. На нижим температурама код нано праха уочен је фазни прелаз другог реда коришћењем обе термалне технике. Поликристални узорци добијени синтеровањем нано праха у ваздуху загервани су поново у атмосферама азота и ваздуха и њихово скупљање је различито. Утицај величине честица праха као и утицај атмосфере азота или ваздуха је коментарисан. T2 - Science of Sintering T1 - Influence of nitrogen and air atmosphere during thermal treatment on micro and nano sized powders and sintered TiO2 specimens SP - 365 EP - 375 VL - 46 IS - 3 DO - 10.2298/SOS1403365L UR - https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_dais_589 ER -
@article{ author = "Labus, Nebojša and Mentus, Slavko and Đurić, Zorka Ž. and Vujančević, Jelena and Nikolić, Maria Vesna", year = "2014", abstract = "The influence of air and nitrogen atmosphere during heating on TiO2 nano and micro sized powders as well as sintered polycrystalline specimens was analyzed. Sintering of TiO2 nano and micro powders in air atmosphere was monitored in a dilatometer. Non compacted nano and micro powders were analyzed separately in air and nitrogen atmospheres during heating using thermo gravimetric (TG) and differential thermal analysis (DTA). The anatase to rutile phase transition temperature interval is influenced by the powder particle size and atmosphere change. At lower temperatures for nano TiO2 powder a second order phase transition was detected by both thermal techniques. Polycrystalline specimens obtained by sintering from nano powders were reheated in the dilatometer in nitrogen and air atmosphere, and their shrinkage is found to be different. Powder particle size influence, as well as the air and nitrogen atmosphere influence was discussed., Испитиван је утицај атмосфере ваздуха и азота током загревања TiO2 прахова нано и микро величине честица као и синтерованих поликристалних узорака. Синтеровање нано и микро прахова у атмосфери ваздуха праћено је дилатометријски. Прахови који претходно нису пресовани нано и микро величина честица, анализирани су методом термогравиметрије ТГ и дифернцијалне термијске анализе ДТА у атмосфери ваздуха и азота. Температурски интервал фазног прелаза из анатаса у рутил је претрпео промене услед различите величине честица као и услед утицаја атмосфере. На нижим температурама код нано праха уочен је фазни прелаз другог реда коришћењем обе термалне технике. Поликристални узорци добијени синтеровањем нано праха у ваздуху загервани су поново у атмосферама азота и ваздуха и њихово скупљање је различито. Утицај величине честица праха као и утицај атмосфере азота или ваздуха је коментарисан.", journal = "Science of Sintering", title = "Influence of nitrogen and air atmosphere during thermal treatment on micro and nano sized powders and sintered TiO2 specimens", pages = "365-375", volume = "46", number = "3", doi = "10.2298/SOS1403365L", url = "https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_dais_589" }
Labus, N., Mentus, S., Đurić, Z. Ž., Vujančević, J.,& Nikolić, M. V.. (2014). Influence of nitrogen and air atmosphere during thermal treatment on micro and nano sized powders and sintered TiO2 specimens. in Science of Sintering, 46(3), 365-375. https://doi.org/10.2298/SOS1403365L https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_dais_589
Labus N, Mentus S, Đurić ZŽ, Vujančević J, Nikolić MV. Influence of nitrogen and air atmosphere during thermal treatment on micro and nano sized powders and sintered TiO2 specimens. in Science of Sintering. 2014;46(3):365-375. doi:10.2298/SOS1403365L https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_dais_589 .
Labus, Nebojša, Mentus, Slavko, Đurić, Zorka Ž., Vujančević, Jelena, Nikolić, Maria Vesna, "Influence of nitrogen and air atmosphere during thermal treatment on micro and nano sized powders and sintered TiO2 specimens" in Science of Sintering, 46, no. 3 (2014):365-375, https://doi.org/10.2298/SOS1403365L ., https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_dais_589 .