| العناصر | التفاصيل |
|---|---|
| عنوان البحث | Innovative an aqueous solution-based approach for the preparation of modified borate glass-ceramic: Structural and thermal evolution |
| اسم المجلة | sciencedirect |
| رقم العدد | Volume 51, Issue 26, Part B |
| الصفحات | Pages 50216-50226 |
| سنة النشر | 2025 |
| DOI | https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2025.08.256 |
ملخص البحث
في هذه الدراسة، تمّت دراسة طبيعة النواتج المتحصّل عليها بطريقة التحضير من المحلول في زجاج أكسيد البورات ذي الصيغة
47B₂O₃·(26−x/2)CaO·(24−x/2)Na₂O·3P₂O₅·xZnO (حيث 0 ≤ x ≤ 8 % مولية).
تم فصل الراسب الناتج عن اختلاف التفاعلية بين محلول حمض البوريك والمواد الأولية عبر عملية ترشيح. بعد ذلك، خضعت المساحيق المُرشَّحة لمعالجة حرارية عند درجات حرارة 400 و500 و600 °م لمدة ساعتين. كما تم الحصول على مساحيق مُبخَّرة ذات التركيبات نفسها عن طريق تبخير المحاليل عند 80 °م، ثم معالجة هذه المساحيق حرارياً عند 600 °م لمدة ساعتين.
تم تتبّع تطور البنية للمساحيق كما هي محضَّرة، والمُرشَّحة، والمُبخَّرة، وكذلك للمساحيق الملبَّدة عند درجات حرارة مختلفة، باستخدام التحليل الحراري الوزني (TGA)، وحيود الأشعة السينية (XRD)، والتحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء (IR).
نتيجة لتفاعلات المواد الأولية في المحلول، تتكوّن المساحيق المُرشَّحة أساساً من الأطوار البلورية:
B₅H₅Na₂O₁₁، وCa(CO₃)، وNa₂HPO₃(H₂O)₅، وZn(B₃O₃(OH)₅)H₂O. كما يظهر الطور البلوري Zn(H₂O)B₂O₄·0.12H₂O في التركيب الذي يحتوي على 8 % مولية من ZnO. ويرتبط تشكّل الطور غير المتبلور بظروف التحضير.
يتكوّن بناء المساحيق المُبخَّرة من طور بوراتي غير متبلور تتراكب معه الأطوار البلورية نفسها التي لوحظت في المساحيق المُرشَّحة. وقد أُزيلت المكوّنات المتبقية من المواد الأولية غير المتفاعلة (H₂O وCO₂) بواسطة التلبيد حتى 400 °م، حيث لوحظ بوضوح حدوث تفاعل تكاثف.
ينتج عن المعالجة الحرارية عند 400 و500 °م تشكّل الأطوار البلورية B₃CaHO₆ وبنتابورات B₅H₅Na₂O₁₁. بينما تؤدي المعالجة الحرارية للمساحيق المُرشَّحة عند 600 °م إلى تحوّل الأطوار البلورية أساساً إلى طور بوراتي يحتوي على ذرات أكسجين غير جسريّة، مثل Na₃BO₃ وB₂CaO₄، إضافة إلى طور الفوسفات الأرثي CaNaO₄P.
وتظهر النتائج الأكثر أهمية في العينة التي تحتوي على 8 % مولية من ZnO، حيث يوجد جزء من ZnO على هيئة طور رباعي السطوح ZnO₄ ويبقى مستقراً حتى بعد المعالجة الحرارية للمساحيق المُرشَّحة. أما في المساحيق المُبخَّرة المعالجة حرارياً عند 600 °م، فيعمل الطور غير المتبلور كمصفوفة حاضنة لمزيد من ZnO، ويؤدي ZnO دور المعدِّل البنيوي.