پژوهشگران دانشگاه علم و صنعت ايران موفق به سنتز شيميايي نانواسپينل MgAl2O4 (آلومينات منيزيم) شدند.
به گزارش سرويس پايان‌نامه خبرگزاري دانشجويان ايران(ايسنا) ، در اين تحقيق كه در قالب پايان‌نامه كارشناسي ارشد مهندس بابك علي نژاد با راهنمايي دكتر سرپولكي و دكترب يت الهي در دانشكده مهندسي مواد و متالورژي دانشگاه علم و صنعت ايران انجام شده، اسپينل با استفاده از نيترات هاي آلومينيوم و منيزيم به دو روش شيميايي سنتز شد.
اسپينل آلومينات منيزيم (MgAl2O4) يك اكسيد ديرگداز است كه تا دماي ذوب هيچ تغيير فازي نداشته و مقاومت شيميايي بالا و مقاومت مكانيكي بالا در دماي اتاق و دماهاي بالاتر دارد، در دماهاي بالا رفتار پلاستيكي عالي داشته و انبساط حرارتي زيادي نشان نمي‌دهد و ثابت دي‌الكتريك پايين و خواص اپتيكي عالي دارد.
اين تركيب امروزه به عنوان كاتاليست، پايه كاتاليست و در سنسورهاي رطوبتي و لوازم الكترونيكي كاربرد پيدا كرده است و در صنايع اتمي به دليل مقاومت بالا در برابر تشعشعات به عنوان پنجره‌ دي‌الكتريك در راكتورهاي همجوشي و عايق الكتريكي در محيط‌هاي تشعشعي مورد استفاده قرار مي‌گيرد؛ بنابراين توجه به كاربردهاي متعدد و استراتژيك اين ماده اهميت تحقيق و پژوهش در اين مورد را دو چندان مي‌كند و سنتز پودر اسپينل نيز به عنوان پيش‌نياز انجام ساير تحقيقات اهميت ويژه‌اي دارد.
با توجه به رشد علم و فن‌آوري سراميك، روش‌هاي سنتي توليد پودر ديگر نمي‌تواند جوابگوي نياز روزافزون صنعت باشد. براي كنترل دقيق تركيب و ريزساختار بدنه‌هاي سراميكي، مواد اوليه مي‌بايست هر چه بيشتر به صورت پودرهايي كاملاً خالص، همگن و داراي شكل و اندازه مشخص توليد شود. بنابراين جست‌وجو و تحقيق براي يافتن روش‌هايي كه توليد چنين پودرهايي را امكان‌پذير سازد اجتناب‌ناپذير مي‌باشد.
براي توليد پودر نانوسايز اسپينل MgAl2O4 روش‌هايي مختلفي پيشنهاد مي‌شود ولي با توجه به دياگرام در روش‌هاي معمول كه از واكنش مستقيم MgO و Al2O3 استفاده مي‌شود دماهاي بالاتر از  1400 درجه سانتي‌گراد مورد نياز مي‌باشد كه مشكلات خاص خود را دارد كه سبب توجه بيشتر به روش‌هاي ديگر از جمله روش‌هاي شيميايي شده است.
اسپينل آلومينات منيزيم يك اكسيد ديرگداز با نقطه ذوب 2135 درجه سانتي‌گراد است. مقاومت شيميايي و مكانيكي، رفتار سوپر پلاستيك در دماي بالا، ثابت دي الكتريك پايين و رفتار اپتيكي منحصر به فرد از خواص مهم اين ماده به شمار مي رود.
در اين تحقيق، اسپينل با استفاده از نيترات هاي آلومينيوم و منيزيم به دو روش شيميايي سنتز شد.
در روش اول ساكاروز پلي وينيل الكل و در روش دوم سفيده تخم مرغ به عنوان زمينه پليمري به كار گرفته شدند. پيش ماده هاي حاصل از اين دو روش در دماهاي مختلف كلسينه شده و نانو پودر MgAl2O4 به دست آمد.
پيش ماده‌ها و پودرهاي حاصل از كلسيناسيون مورد آناليزحرارتي همزمان (STA)، آناليز اشعه ايكس (XRD)، اسپكتروسكوپي مادون قرمز (FTIR) و آناليز ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) قرار گرفتند.
آناليز XRD نشان داد كه دماي تشكيل اسپينل تك فاز در روش ساكاروز در حدود 600 درجه سانتي‌گراد و در روش سفيده تخم مرغ در حدود 900 درجه سانتي‌گراد بود. همچنين با توجه به تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي اندازه ذرات در نمونه هاي كلسينه شده در دماي 800 درجه سانتي‌گراد براي پودرهاي سنتز شده با محمل ساكاروز پلي وينيل الكل در بازه 30 تا 50 نانومتر و در روش سفيده تخم مرغ پودرهاي كلسينه شده در 900 درجه سانتي‌گراد اندازه ذراتي بين 50 تا 80 نانومتر داشتند.