%34تخفیف

تولید نانوذرات پتاسیم تیتانیل فسفات(KTiOPO4)

تعداد 127 صفحه  درword

کارشناسی ارشد فيزيک (حالت جامد)

تولید نانوذرات پتاسیم تیتانیل فسفات(KTiOPO4)

چکیده

پتاسیم تیتانیل فسفات (KTP) از جمله مواد شناخته شده جهت کاربردهای اپتیکی غیر خطی است. تک بلورها و نانوذرات این مواد در تولید هارمونیک دوم  لیزرها مورد استفاده قرار می گیرند. نانوذرات KTP تاکنون با روش های مختلف نظیر سل-ژل، احتراقی، آسیاب مکانیکی و رسوب شیمیایی سنتز شده اند.

از آنجایی که خواص اپتیکی غیر خطی و الکتریکی این مواد تا حد زیادی به اندازه آن ها وابسته است، بنابراین در این پایان نامه با استفاده از روش سنتز احتراقی نانو ذرات KTP  را تولید کرده و به بررسی پارامترهای موثر  بر واکنش برای کنترل اندازه ذرات می پردازیم. کیفیت اپتیکی و ساختاری و شکل ذرات توسط آنالیزهای XRD , SEM ,FT-IR ,UV-VIS مورد بررسی قرار می گیرند.

کلمات کلیدی: پتاسیم تیتانیل فسفات، نانوذرات، کنترل اندازه

فصل 1

نانو و نانوفناوری 1

1-1مقدمه ای برنانوذرات…………………………… 1

1-2 دسته بندی نانو مواد 3

1-3  اهمیت نانو 4

1-4 روشهای تولید نانو ذرات 6

 1-4-1 روشهای بالا به پایین 6

1-4-1-1 کندوپاش 7

1-4-1-2 رسوب دهی شیمیایی بخار  (CVD) 8

1-4-1-3 رسوب دهی فیزیکی بخار(PVD) 9

1-4-1-4 آئروسل 12

1-4-1-5 ذوب در محیط فوق سرد 13

1-4-1-6 آلیاژسازی مکانیکی 14

1-4-2 روشهای پایین به بالا 15

1-4-2-1 سنتز به روش آبی- حرارتی و حلالی- حرارتی 16

1-4-2-2 سل_ ژل 16

1-4-2-3 پچینی 20

1-4-2-4 مایسل معکوس 21

1-4-2-5 تخريب حرارتي 22

1-4-2-6 سونوشیمی 24

1-4-2-7 سنتز احتراقی (CS) 25

فصل2

خواص و ویژگی های پتاسیم تیتانیل فسفات 28

2-1 مقدمه 28

2- 2ساختار بلوری KTP 30

2-3 خواص فیزیکی و شیمیایی…………………………. 32

2-3- 1 قطبش پذیری 32

2-3-1  پیزوالکتریک 34

2-3-1 فروالکتریک 35

4-2 اپتیک خطی و غیر خطی…………………………… 38

2-5 خواص اپتیکی خطی 40

2-5-1  محاسبه گاف با استفاده از منحنی عبوردهی 40

2-5-2 ضریب شکست 41

2-6 خواص اپتیکی غیر خطی 43

2-6-1  تولید هماهنگ مرتبه دوم و تانسور d 45

2-6-2  جورشدگی فاز 50

2-7  اثرهای الکترواپتیک 52

2-8 مروری بر مطالعات انجام شده 52

فصل3

شناسایی و آنالیز مواد 68

3-1 مقدمه……………………………………….. 68

3-2 پراش اشعه ی ایکس (XRD)………………………… 69

3-2-1  شناسایی مواد 70

3-2-3 تعيين ثابت شبكه 71

3-2-4 تعیین اندازه نانو بلور 71

3-3 میکروسکوپ الکترونی……………………………. 72

3-3-1 میکروسکوپ الکترونی  روبشی (SEM) 72

3-3-2 میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) 75

3-4 آنالیز طیف سنجی فروسرخFT-IR))…………………… 75

3-5 طیف سنجی مرئی- فرابنفش (UV – Vis)………………… 78

فصل4

تهیه و مشخصه یابی نانوذرات KTP 81

4-1 مقدمه 81

4-2 انجام آزمایشات 81

4-2-1 تجهیزات مورد نیاز برای انجام آزمایش 82

4-2-2 مواد اولیه مورد استفاده جهت فرآیند سنتز 84

4-2-3 شرح آزمایشات 84

4-3 بررسی عوامل موثر بر واکنش 86

4-3-1 بررسی اثر نسبت سوخت به اکسنده بر نانوذرات با سوختهای اوره و گلایسین 86

4-3-2 بررسی اثر دمای سنتز بر نانوذرات KTP 87

4-3-3  بررسی اثر pH بر محصول نهایی با سوختهای اوره وگلایسین 88

4-4 آنالیز و بررسی نمونه­های تولید شده 89

4-5 پراش اشعه ایکس ( XRD) 89

4-5-1 بررسی اثر تغییر نسبت سوخت به اکسنده در دمای ℃410 و با سوخت اوره 90

4-5-2 بررسی اثرتغییر نسبت سوخت به اکسنده در دمای ℃410 و با سوخت گلایسین 92

4-5-3 بررسی اثر دمای سنتز خواص نانوذرات KTP 94

4-5-4 بررسی اثر pH در سنتز نانوذرات KTP با سوخت اوره 95

4-5-5 بررسی اثر pH در سنتز نانو ذرات KTP با سوخت گلایسین 97

4-6 طیف‌سنجی مرئی – فرابنفش(UV-Vis) 98

4-6-1 بررسی اثر تغییر نسبت سوخت به اکسنده در دمای ℃410 و با سوخت اوره 99

4-6-2 بررسی اثرتغییر نسبت سوخت به اکسنده در دمای ℃410 و با سوخت گلایسین 100

4-6-3 بررسی اثر دمای سنتز بر خواص نانو ذرات KTP 101

4-6-4 بررسی اثر pH بر خواص نانوذرات KTP با سوخت اوره 102

4-6-5 بررسی اثر pH بر خواص نانوذرات KTP با سوخت گلایسین 104

4-7 طیف‌سنجی تبدیل فوریه فروسرخ (FTIR) 105

4-8 میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) 108

4-8-1 بررسی اثر تغییر نسبت سوخت به اکسنده در دمای ℃ 410 با سوخت اوره 108

4-8-2  بررسی اثر تغییر نسبت سوخت به اکسنده در دمای ℃410 با سوخت گلایسین 109

4-8-3 بررسی اثر دمای سنتز برخواص نانوذرات KTP 110

4-8-4 بررسی اثر pH  بر خواص نانوذرات  KTPبا سوخت اوره 110

4-8-5  بررسی اثر pH بر خواص نانوذراتKTP با سوخت گلایسین 111

4-9 بررسی ثابت دی الکتریک 112

4-9-1 ثابت دی الکتریک در نانو مواد 113

فصل5

نتیجه گیری و پیشنهادات 116

5-1 نتیجه گیری 116

5-2 پیشنهادات 120

مراجع 121

 

 

فهرست شکل­ها

شکل(1-1) مقایسه مقیاس‌های طولی مختلف 3

شکل (1-2) نانو ساختارها 4

شکل (1-3) شماتیکی از فرآیند نشست شیمیایی بخار 9

شکل (1-4) انواع قایق های حرارتی 11

شکل (1-6) انواع ژل 19

شکل (1-7)  شماتيكی از فرآيند تخریب حرارتی توسط اشعه لیزر 23

شکل(2-1) ساختار بلوری KTP 31

شکل (2-2) ساختار پلیمری اوکتاهدرال TiO6 32

شکل (2-3) قطبش اتم با اعمال میدان الکتریکی 39

شکل (2-5):  پاسخ خطی وغیرخطی قطبیدگی P به میدان الکتریکی اعمال شده 48

شکل (3-1): تصویری از دستگاه XRD 70

شکل (3-2): اجزای میکروسکوپ الکترونی روبشی 74

شکل (3-3): تصویری از دستگاه SEM 74

شکل(3-4): ساختار اسپکتروفوتومتر 78

شکل (4-1): ترازوی الکتریکی   83

شکل(4-2): همزن و گرم کن مغناطیسی 83

شکل (4-3): خشک کن 83

شکل(4-4): کوره سنتز 83

شکل(4-5): کوره کلسینه 83

شکل (4-6): نمونه ای از پودر متخلخل نانو ذرات KTP 85

شکل (4-7): الگوی XRD مربوط به نانوذرات KTP سنتز شده با تغییر نسبت سوخت به اکسنده با اوره 90

شکل (4-8): الگوی XRD مربوط به نانوذرات KTP سنتز شده با تغییر نسبت سوخت به اکسنده با   گلایسین 92

شکل (4-9): الگوی XRD مربوط به نانوذرات KTP سنتز شده در دماهای متفاوت 94

شکل (4-11): الگوی XRD مربوط به  نمونه های KTP سنتز شده با تغییر pH در گلایسین 97

شکل (4-12): نمودار طیف عبوردهی مربوط به نانوذرات سنتز شدهKTP  نسبت سوخت به اکسنده با سوخت اوره 99

شکل (4-14): نمودار عبوردهی مربوط به KTP سنتز شده با دمای متفاوت 101

شکل (4-15): نمودار عبوردهی مربوط به نانوذرات  KTPسنتز شده در pH  متفاوت با اوره 103

شکل (4-16): نمودار عبوردهی مربوط به نانوذرات KTP سنتز شده در pH  متفاوت با گلایسین 104

شکل (4-17): نمودار طیف FT-IR مربوط به نانوذرات KTP 107

شکل(4-18): تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی مربوط به تغییر نسبت سوخت به اکسنده با اوره 108

شکل(4-19): تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی از تغییر نسبت سوخت به اکسنده با گلایسین 109

شکل (4-20): تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی با تغییر دما از نمونههای ℃410=d1، ℃470=d2، ℃500=d3، 110

شکل (4-21): تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی از نمونه هایی با تغییر pH در اوره 111

شکل (4-22): تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی از نمونه هایی با تغییر pH در گلایسین 112

شکل (4-23): اثر اعمال میدان الکتریکی بر مواد دی­الکتریک 113

شکل(5-1): تغییر اندازه نانو ذرات KTP با تغییر نسبت سوخت به اکسنده در اوره 117                                                شکل(5-2): تغییر اندازه نانو ذرات KTP با تغییر نسبت سوخت به اکسنده در گلایسین 117

شکل(5-3): تغییر اندازه نانو ذرات KTP با تغییر pH در اوره 117                                                                       شکل(5-4): تغییر اندازه نانو ذرات KTP با تغییر pH در گلایسین 117

شکل(5-5): تغییر اندازه نانو ذرات KTP با تغییر دما 118

شکل(5-6): تغییر گاف انرژی با تغییر نسبت سوخت به اکسنده در اوره 118                                                                    شکل(5-7): تغییر گاف انرژی با تغییر نسبت سوخت به اکسنده در گلایسین 118

شکل(5-8): تغییر گاف انرژی با تغییرpH  در اوره  119                                                           شکل(5-9): تغییر گاف انرژی با تغییرpH  در گلایسین 119

شکل(5-10): تغیر گاف انرژی با تغییر دما 119

فهرست جدول­ها

جدول (2-2): سنتز KTP به روش شیمیایی 54

جدول (2-3): سنتز نانوذرات KTP به روش پچینی 55

جدول (2-4): سنتز نانوذرات KTP به روش احتراقی 55

جدول (2-5): سنتز نانوذرات KTP به روش سل-ژل 56

جدول (4-1):     مواد اولیه مورد استفاده جهت فرآیند سنتز 84

جدول (4-2) :    نمونه­های سنتز شده با سوخت اوره برای نسبتهای متفاوت  سوخت به اکسنده 87

جدول (4-3) :      نمونه­های سنتز شده با سوخت گلایسین برای نسبتهای متفاوت سوخت به اکسنده 87

جدول (4-4):     نمونه­های سنتز شده با سوخت اوره در دماهای متفاوت 88

جدول (4-5) :     نمونه­های سنتز شده با سوخت اوره در pH متفاوت 88

جدول (4-6) :     نمونه­های سنتز شده با سوخت گلایسین در pH متفاوت 89

جدول (4-7):      بررسی اثر نسبت سوخت به اکسنده در اوره 91

جدول (4-8):      بررسی اثر نسبت سوخت به اکسنده در گلایسین 93

جدول (4-9):       بررسی اثر دما بر نمونههای تولید شده با اوره 95

جدول (4-10):     بررسی اثر pH بر نمونه­های KTP سنتز شده با اوره 96

جدول (4-11):   بررسی اثر pH بر نمونه­های KTP سنتز شده با گلایسین 98

جدول (4-12):     بررسی اثر تغییر نسبت سوخت به اکسنده بر لبه­ی جذب در اوره 100

جدول (4-13):    بررسی اثر تغییر نسبت سوخت به اکسنده  بر لبه­ی جذب نمونه­ها در گلایسین 101

جدول(4-14):      بررسی اثر تغییر دما در لبه­ی جذب نمونه­ها در اوره 102

جدول(4-16):     بررسی اثر تغییر  pHدر لبه­ی جذب در گلایسین 105

جدول (4-17):     ارتعاشات و پیوندهای موجود در KTP 106

جدول(4-18):     اندازه­گیری ثابت­های دی­الکتریک در فرکانس 1 کیلو هرتز 114

جدول(4-19):     اندازه­گیری ثابت­های دی­الکتریک در فرکانس 100 کیلو هرتز 114

جدول(4-20):     اندازه­گیری ثابت­های دی­الکتریک در فرکانس 1 مگا هرتز 115

1 دیدگاه برای تولید نانوذرات پتاسیم تیتانیل فسفات(KTiOPO4)

  1. vente en ligne de cialis en Francer

    Maintain the excellent work and delivering in the crowd! effettua un ordine di indapamide in Italia

دیدگاه خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo