DAIS - Digital Archive of the Serbian Academy of Sciences and Arts
    • English
    • Српски
    • Српски (Serbia)
  • English 
    • English
    • Serbian (Cyrillic)
    • Serbian (Latin)
  • Login
View Item 
  •   DAIS
  • Институт техничких наука САНУ / Institute of Technical Sciences of SASA
  • ИТН САНУ - Општа колекција / ITS SASA - General collection
  • View Item
  •   DAIS
  • Институт техничких наука САНУ / Institute of Technical Sciences of SASA
  • ИТН САНУ - Општа колекција / ITS SASA - General collection
  • View Item
JavaScript is disabled for your browser. Some features of this site may not work without it.

Uticaj mehaničke aktivacije na sintezu cink-metatitanata

The Influence of Mechanical Activation on the Synthesis of Zinc Metatitanate

Thumbnail
2005
88.pdf (1.571Mb)
Authors
Labus, Nebojša
Contributors
Simeunović, Radojko
Master Thesis (Published version)
Metadata
Show full item record
Abstract
U ovom radu analiziran je uticaj mehaničke aktivacije na sintezu cink-meta titanata (ZnTiO3). Polazeći od toga da mehanička aktivacija utiče na strukturu praha, menjajući je za naknadnu sintezu procesom sinterovanja, mi smo definisali suštinsku zavisnost između strukture i sinteze. Vršena je aktivacija smeše prahova ZnO i TiO2 u ekvimolarnom odnosu u toku 0 do 160 minuta. Metodoma karakterizacije specifične površine, skanirajuće elektronske mikroskopije i rendgenske difrakcije određene su strukturne promene koje se odigravaju tokom mehaničke aktivacije. Proučen je i uticaj mehaničke aktivacije na kompresibilnost prahova. Uticaj mehaničke aktivacije na sinterovanje praćen je u izotermskom režimu rendgenskom difrakcijom i neizotermskom režimu, dilatometrijom i skanirajućom elaktronskom mikroskopijom. Proučene su karakteristike, mehanizmi formiranja i evolucija mikrostrukture tokom procesa aktivacije, kao i fazni sastav i kinetika mehanohemijske reakcije. Proces sinterovanja uslovljen... je svojstvima prahova dobijenih mehaničkom aktivacijom i sa tog stanovišta svojstva su posmtrana u funkciji vremena mlevenja. Posmatran je razvoj faza na karakterističnoj temperaturi nastajanja cink-metatitanata (ZnTiO3) u funkciji vremena aktivacije. Dilatometrijskom analizom praćen je uticaj mehaničke aktivacije na energiju aktivacije procesa sinterovanja pri neizotermskom sinterovanju. Detaljno proučavanje kinetike i mehanizma mehaničke aktivacije smeše praha ZnO i TiO2 pokazuje da se proces aktivacije odigrava u tri stadijuma. Prvi karakteriše smanjenje veličine čestica, u drugom je dominantan proces sekundarne aglomeracije ili slepljivanje sitnih čestica, dok se u trećem razbijaju prethodno nastali skupovi čestica novih faza. Iz vrednosti specifične površine i rezultata rendgenostrukturne analize za karakteristična vremena mehaničkog tretmana utvrđeno je da proces mehaničke aktivacije u smislu unošenja defekata i smanjenja veličine čestica traje do 40 minuta za posmatrane parametre procesa mlevenja. Takođe, ovim rezultatima dokazana je kao moguća sinteza titanatnih jedinjenja mehanohemijskom rekacijom. Pokazano je, naime, da faze cink-ortotitanata i cink-metatitanata pri mehanohemijskoj sintezi nastaju odvojeno. Pri tom je ustanovljeno takođe da faza cink-ortotitanata (Zn2TiO4) nastaje prva i to u 80. minutu mehaničkog tretmana, da bi nakon toga u 160 minutu došlo do pojave faze cink-metatitanata (ZnTiO3) i smanjenja sadržaja ortotitanatne faze. Skanirajuća elektronska mikroskopija otkrila je da se u procesu mlevenja faze cink-oksida i titan-dioksida za mala vremena aktivacije ponašaju različito i da se prilikom mehaničke aktivacije veličina čestica i aglomeracija menjaju. Uticaj ovih veličina ogleda se u kompresibilnosti prahova. Kompresibilnost je posmatrana u odnosu na prah koji nije mehanički aktiviran i posmatrana je promena na početku i na kraju intervala vremena u kome je vršena mehanička aktivacija. Predložena su dva mehanizma odgovorna za povećanje gustine u posmatranom intervalu pritisaka. Proces povećanja gustine ispresaka usled rearanžiranja čestica i proces povećanja gustine pod većim pritiscima usled deformacije čestica. Na osnovu ove analize odlučeno je da se prahovi za izotermsko sintrovanje presuju na nižim pritscima, a da za neizotermsko sinterovanje presovanje bude na višim prtiscima u odnosu na posmatrani interval. Uticaj mehaničke aktivacije na promenu gustine doveo nas je do zaključka da promena oblika i veličine čestica kao i tekstura imaju dominantnu ulogu na proces kompaktiranja. Promena gustine govori o tome da se, za posmatrane uslove mlevenja, ovi proces odvijaju u najranijem periodu mlevenja i to do 20 minuta. U izotermskim uslovima grejanja na karakterističnoj temperaturi nastajanja cink-metatitanata posmatran je uticaj mehaničke aktivacije na proces reakcionog sinterovanja. Utvrđen je fazni sastav u kome težinski procenat titanatnih faza intenzivno raste i vreme mehaničke aktivacije, za date uslove mlevenja, nalazi se između 20-og i 40-og minuta mlevenja. Vremena unutar ovog intervala predstavljaju optimalna vremena aktivacije mlevenjem. To su vreme i uslovi mlevenja za koje se polazni prah ZnO i TiO2-rutil (1:1) maksimalno aktivira unošenjem defekata, a da pri tom ne dolazi do formiranja početnih klica titanatnih faza prilikom mlevenja. Određeni su, dakle, parametri mlevenja i grejanja i na taj način optimizovan je odnos mehaničke aktivacije i reakcionog siterovanja za sintezu faza produkata titanatnih jedinjenja. Proces neizotermskog sinterovanja je pokazao da je energija aktivacije sinterovanja, izračunata Dornovim metodom, najveća za prah aktiviran 10 minuta. Analiza dilatometrisjkih podataka u neizotermskom režimu pokazala je jasnu odvojenost krivih perioda mehaničke aktivacije i mehanohemijske reakcije pri naknadnom neizotermskom sinterovanju. Temperatura početka sinterovanja sve do vremena aktivacije od 40 minuta opada, da bi, usled nemogućnosti difuzije za prahove aktivarane 80 i 160 minuta ponovo porasla. Pri tome za prahove aktivirane 80 i 160 minuta krive brzine dilatacije ukazuju da je u pitanju reakciono sinterovanje, dok je kod prahova aktiviranih do 40 minuta reakcija prethodila sinterovanju, pa je u pitanju bilo sinterovanje reakcionog produkta. Takođe, ustanovljeno je da je pri neizotermskom sinterovanju skupljanje prahova aktiviranih 80 i 160 minuta najmanje u odnosu na neaktivarani prah i prahove aktivirane kraće vreme. U ovom radu pokušano je, na osnovu rezultata analize strukture i njenih promena u dva izrazito složena procesa sinteze kao što su mehanička aktivacija i sinterovanje, bliže upoznavanje sa svojstvima sistema ZnO-TiO2. Pri tome, posebna pažnja poklonjena je fazi cink-metatitanata (ZnTiO3), koja, po našim saznanjima, nije proučavana u ovakvim sintetskim uslovima.

Keywords:
zinc metatitanate / mechanical activation / sintering
Source:
2005
Publisher:
  • Čačak : University of Kragujevac, Faculty of Technical Sciences, Čačak
[ Google Scholar ]
Handle
https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_dais_91
URI
https://dais.sanu.ac.rs/123456789/91
Collections
  • ИТН САНУ - Општа колекција / ITS SASA - General collection
Institution/Community
Институт техничких наука САНУ / Institute of Technical Sciences of SASA
TY  - THES
AU  - Labus, Nebojša
PY  - 2005
UR  - https://dais.sanu.ac.rs/123456789/91
AB  - U ovom radu analiziran je uticaj mehaničke aktivacije na sintezu cink-meta titanata (ZnTiO3). Polazeći od toga da mehanička aktivacija utiče na strukturu praha, menjajući je za naknadnu sintezu procesom sinterovanja, mi smo definisali suštinsku zavisnost između strukture i sinteze. 
Vršena je aktivacija smeše prahova ZnO i TiO2 u ekvimolarnom odnosu u toku 0 do 160 minuta. Metodoma karakterizacije specifične površine, skanirajuće elektronske mikroskopije i rendgenske difrakcije određene su strukturne promene koje se odigravaju tokom mehaničke aktivacije. Proučen je i uticaj mehaničke aktivacije na kompresibilnost prahova. Uticaj mehaničke aktivacije na sinterovanje praćen je u izotermskom režimu rendgenskom difrakcijom i neizotermskom režimu, dilatometrijom i skanirajućom elaktronskom mikroskopijom. 
Proučene su karakteristike, mehanizmi formiranja i evolucija mikrostrukture tokom procesa aktivacije, kao i fazni sastav i kinetika mehanohemijske reakcije. Proces sinterovanja uslovljen je svojstvima prahova dobijenih mehaničkom aktivacijom i sa tog stanovišta svojstva su posmtrana u funkciji vremena mlevenja. Posmatran je razvoj faza na karakterističnoj temperaturi nastajanja cink-metatitanata (ZnTiO3) u funkciji vremena aktivacije. Dilatometrijskom analizom praćen je uticaj mehaničke aktivacije na energiju aktivacije procesa sinterovanja pri neizotermskom sinterovanju. 
Detaljno proučavanje kinetike i mehanizma mehaničke aktivacije smeše praha ZnO i TiO2 pokazuje da se proces aktivacije odigrava u tri stadijuma. Prvi karakteriše smanjenje veličine čestica, u drugom je dominantan proces sekundarne aglomeracije ili slepljivanje sitnih čestica, dok se u trećem razbijaju prethodno nastali skupovi čestica novih faza. 
Iz vrednosti specifične površine i rezultata rendgenostrukturne analize za karakteristična vremena mehaničkog tretmana utvrđeno je da proces mehaničke aktivacije u smislu unošenja defekata i smanjenja veličine čestica traje do 40 minuta za posmatrane parametre procesa mlevenja. Takođe, ovim rezultatima dokazana je kao moguća sinteza titanatnih jedinjenja mehanohemijskom rekacijom. Pokazano je, naime, da faze cink-ortotitanata i cink-metatitanata pri mehanohemijskoj sintezi nastaju odvojeno. Pri tom je ustanovljeno takođe da faza cink-ortotitanata (Zn2TiO4) nastaje prva i to u 80. minutu mehaničkog tretmana, da bi nakon toga u 160 minutu došlo do pojave faze cink-metatitanata (ZnTiO3) i smanjenja sadržaja ortotitanatne faze. Skanirajuća elektronska mikroskopija otkrila je da se u procesu mlevenja faze cink-oksida i titan-dioksida za mala vremena aktivacije ponašaju različito i da se prilikom mehaničke aktivacije veličina čestica i aglomeracija menjaju. 
Uticaj ovih veličina ogleda se u kompresibilnosti prahova. Kompresibilnost je posmatrana u odnosu na prah koji nije mehanički aktiviran i posmatrana je promena na početku i na kraju intervala vremena u kome je vršena mehanička aktivacija. Predložena su dva mehanizma odgovorna za povećanje gustine u posmatranom intervalu pritisaka. Proces povećanja gustine ispresaka usled rearanžiranja čestica i proces povećanja gustine pod većim pritiscima usled deformacije čestica. Na osnovu ove analize odlučeno je da se prahovi za izotermsko sintrovanje presuju na nižim pritscima, a da za neizotermsko sinterovanje presovanje bude na višim prtiscima u odnosu na posmatrani interval. Uticaj mehaničke aktivacije na promenu gustine doveo nas je do zaključka da promena oblika i veličine čestica kao i tekstura imaju dominantnu ulogu na proces kompaktiranja. Promena gustine govori o tome da se, za posmatrane uslove mlevenja, ovi proces odvijaju u najranijem periodu mlevenja i to do 20 minuta. 
U izotermskim uslovima grejanja na karakterističnoj temperaturi nastajanja cink-metatitanata posmatran je uticaj mehaničke aktivacije na proces reakcionog sinterovanja. Utvrđen je fazni sastav u kome težinski procenat titanatnih faza intenzivno raste i vreme mehaničke aktivacije, za date uslove mlevenja, nalazi se između 20-og i 40-og minuta mlevenja. Vremena unutar ovog intervala predstavljaju optimalna vremena aktivacije mlevenjem. To su vreme i uslovi mlevenja za koje se polazni prah ZnO i TiO2-rutil (1:1) maksimalno aktivira unošenjem defekata, a da pri tom ne dolazi do formiranja početnih klica titanatnih faza prilikom mlevenja. Određeni su, dakle, parametri mlevenja i grejanja i na taj način optimizovan je odnos mehaničke aktivacije i reakcionog siterovanja za sintezu faza produkata titanatnih jedinjenja. 
Proces neizotermskog sinterovanja je pokazao da je energija aktivacije sinterovanja, izračunata Dornovim metodom, najveća za prah aktiviran 10 minuta. Analiza dilatometrisjkih podataka u neizotermskom režimu pokazala je jasnu odvojenost krivih perioda mehaničke aktivacije i mehanohemijske reakcije pri naknadnom neizotermskom sinterovanju. Temperatura početka sinterovanja sve do vremena aktivacije od 40 minuta opada, da bi, usled nemogućnosti difuzije za prahove aktivarane 80 i 160 minuta ponovo porasla. Pri tome za prahove aktivirane 80 i 160 minuta krive brzine dilatacije ukazuju da je u pitanju reakciono sinterovanje, dok je kod prahova aktiviranih do 40 minuta reakcija prethodila sinterovanju, pa je u pitanju bilo sinterovanje reakcionog produkta. Takođe, ustanovljeno je da je pri neizotermskom sinterovanju skupljanje prahova aktiviranih 80 i 160 minuta najmanje u odnosu na neaktivarani prah i prahove aktivirane kraće vreme. 
U ovom radu pokušano je, na osnovu rezultata analize strukture i njenih promena u dva izrazito složena procesa sinteze kao što su mehanička aktivacija i sinterovanje, bliže upoznavanje sa svojstvima sistema ZnO-TiO2. Pri tome, posebna pažnja poklonjena je fazi cink-metatitanata (ZnTiO3), koja, po našim saznanjima, nije proučavana u ovakvim sintetskim uslovima.
PB  - Čačak : University of Kragujevac, Faculty of Technical Sciences, Čačak
T1  - Uticaj mehaničke aktivacije na sintezu cink-metatitanata
UR  - https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_dais_91
ER  - 
@mastersthesis{
author = "Labus, Nebojša",
year = "2005",
abstract = "U ovom radu analiziran je uticaj mehaničke aktivacije na sintezu cink-meta titanata (ZnTiO3). Polazeći od toga da mehanička aktivacija utiče na strukturu praha, menjajući je za naknadnu sintezu procesom sinterovanja, mi smo definisali suštinsku zavisnost između strukture i sinteze. 
Vršena je aktivacija smeše prahova ZnO i TiO2 u ekvimolarnom odnosu u toku 0 do 160 minuta. Metodoma karakterizacije specifične površine, skanirajuće elektronske mikroskopije i rendgenske difrakcije određene su strukturne promene koje se odigravaju tokom mehaničke aktivacije. Proučen je i uticaj mehaničke aktivacije na kompresibilnost prahova. Uticaj mehaničke aktivacije na sinterovanje praćen je u izotermskom režimu rendgenskom difrakcijom i neizotermskom režimu, dilatometrijom i skanirajućom elaktronskom mikroskopijom. 
Proučene su karakteristike, mehanizmi formiranja i evolucija mikrostrukture tokom procesa aktivacije, kao i fazni sastav i kinetika mehanohemijske reakcije. Proces sinterovanja uslovljen je svojstvima prahova dobijenih mehaničkom aktivacijom i sa tog stanovišta svojstva su posmtrana u funkciji vremena mlevenja. Posmatran je razvoj faza na karakterističnoj temperaturi nastajanja cink-metatitanata (ZnTiO3) u funkciji vremena aktivacije. Dilatometrijskom analizom praćen je uticaj mehaničke aktivacije na energiju aktivacije procesa sinterovanja pri neizotermskom sinterovanju. 
Detaljno proučavanje kinetike i mehanizma mehaničke aktivacije smeše praha ZnO i TiO2 pokazuje da se proces aktivacije odigrava u tri stadijuma. Prvi karakteriše smanjenje veličine čestica, u drugom je dominantan proces sekundarne aglomeracije ili slepljivanje sitnih čestica, dok se u trećem razbijaju prethodno nastali skupovi čestica novih faza. 
Iz vrednosti specifične površine i rezultata rendgenostrukturne analize za karakteristična vremena mehaničkog tretmana utvrđeno je da proces mehaničke aktivacije u smislu unošenja defekata i smanjenja veličine čestica traje do 40 minuta za posmatrane parametre procesa mlevenja. Takođe, ovim rezultatima dokazana je kao moguća sinteza titanatnih jedinjenja mehanohemijskom rekacijom. Pokazano je, naime, da faze cink-ortotitanata i cink-metatitanata pri mehanohemijskoj sintezi nastaju odvojeno. Pri tom je ustanovljeno takođe da faza cink-ortotitanata (Zn2TiO4) nastaje prva i to u 80. minutu mehaničkog tretmana, da bi nakon toga u 160 minutu došlo do pojave faze cink-metatitanata (ZnTiO3) i smanjenja sadržaja ortotitanatne faze. Skanirajuća elektronska mikroskopija otkrila je da se u procesu mlevenja faze cink-oksida i titan-dioksida za mala vremena aktivacije ponašaju različito i da se prilikom mehaničke aktivacije veličina čestica i aglomeracija menjaju. 
Uticaj ovih veličina ogleda se u kompresibilnosti prahova. Kompresibilnost je posmatrana u odnosu na prah koji nije mehanički aktiviran i posmatrana je promena na početku i na kraju intervala vremena u kome je vršena mehanička aktivacija. Predložena su dva mehanizma odgovorna za povećanje gustine u posmatranom intervalu pritisaka. Proces povećanja gustine ispresaka usled rearanžiranja čestica i proces povećanja gustine pod većim pritiscima usled deformacije čestica. Na osnovu ove analize odlučeno je da se prahovi za izotermsko sintrovanje presuju na nižim pritscima, a da za neizotermsko sinterovanje presovanje bude na višim prtiscima u odnosu na posmatrani interval. Uticaj mehaničke aktivacije na promenu gustine doveo nas je do zaključka da promena oblika i veličine čestica kao i tekstura imaju dominantnu ulogu na proces kompaktiranja. Promena gustine govori o tome da se, za posmatrane uslove mlevenja, ovi proces odvijaju u najranijem periodu mlevenja i to do 20 minuta. 
U izotermskim uslovima grejanja na karakterističnoj temperaturi nastajanja cink-metatitanata posmatran je uticaj mehaničke aktivacije na proces reakcionog sinterovanja. Utvrđen je fazni sastav u kome težinski procenat titanatnih faza intenzivno raste i vreme mehaničke aktivacije, za date uslove mlevenja, nalazi se između 20-og i 40-og minuta mlevenja. Vremena unutar ovog intervala predstavljaju optimalna vremena aktivacije mlevenjem. To su vreme i uslovi mlevenja za koje se polazni prah ZnO i TiO2-rutil (1:1) maksimalno aktivira unošenjem defekata, a da pri tom ne dolazi do formiranja početnih klica titanatnih faza prilikom mlevenja. Određeni su, dakle, parametri mlevenja i grejanja i na taj način optimizovan je odnos mehaničke aktivacije i reakcionog siterovanja za sintezu faza produkata titanatnih jedinjenja. 
Proces neizotermskog sinterovanja je pokazao da je energija aktivacije sinterovanja, izračunata Dornovim metodom, najveća za prah aktiviran 10 minuta. Analiza dilatometrisjkih podataka u neizotermskom režimu pokazala je jasnu odvojenost krivih perioda mehaničke aktivacije i mehanohemijske reakcije pri naknadnom neizotermskom sinterovanju. Temperatura početka sinterovanja sve do vremena aktivacije od 40 minuta opada, da bi, usled nemogućnosti difuzije za prahove aktivarane 80 i 160 minuta ponovo porasla. Pri tome za prahove aktivirane 80 i 160 minuta krive brzine dilatacije ukazuju da je u pitanju reakciono sinterovanje, dok je kod prahova aktiviranih do 40 minuta reakcija prethodila sinterovanju, pa je u pitanju bilo sinterovanje reakcionog produkta. Takođe, ustanovljeno je da je pri neizotermskom sinterovanju skupljanje prahova aktiviranih 80 i 160 minuta najmanje u odnosu na neaktivarani prah i prahove aktivirane kraće vreme. 
U ovom radu pokušano je, na osnovu rezultata analize strukture i njenih promena u dva izrazito složena procesa sinteze kao što su mehanička aktivacija i sinterovanje, bliže upoznavanje sa svojstvima sistema ZnO-TiO2. Pri tome, posebna pažnja poklonjena je fazi cink-metatitanata (ZnTiO3), koja, po našim saznanjima, nije proučavana u ovakvim sintetskim uslovima.",
publisher = "Čačak : University of Kragujevac, Faculty of Technical Sciences, Čačak",
title = "Uticaj mehaničke aktivacije na sintezu cink-metatitanata",
url = "https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_dais_91"
}
Labus, N.. (2005). Uticaj mehaničke aktivacije na sintezu cink-metatitanata. 
Čačak : University of Kragujevac, Faculty of Technical Sciences, Čačak..
https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_dais_91
Labus N. Uticaj mehaničke aktivacije na sintezu cink-metatitanata. 2005;.
https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_dais_91 .
Labus, Nebojša, "Uticaj mehaničke aktivacije na sintezu cink-metatitanata" (2005),
https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_dais_91 .

DSpace software copyright © 2002-2015  DuraSpace
About DAIS - Digital Archive of the Serbian Academy of Sciences and Arts | Send Feedback

re3dataOpenAIRERCUB
 

 

All of DSpaceInstitutions/communitiesAuthorsTitlesSubjectsThis institutionAuthorsTitlesSubjects

Statistics

View Usage Statistics

DSpace software copyright © 2002-2015  DuraSpace
About DAIS - Digital Archive of the Serbian Academy of Sciences and Arts | Send Feedback

re3dataOpenAIRERCUB