نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیات علمی دانشگاه صنعتی همدان

2 گروه مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه صنعتی همدان.

3 گروه مهندسی مواد و متالورژی دانشگاه صنعتی همدان

10.22068/jstc.2020.115634.1595

چکیده

در تحقیق حاضر، پودر کامپوزیتی - 5wt. % Al2O3 Co3O4 به دو روش آسیاکاری همزمان مخلوط اکسید‌ها و آسیاکاری جداگانه اکسید‌کبالت و اکسید‌آلومینیوم و سپس مخلوط کردن آنها تهیه و ماده حاصل از نظر سینتر‌شدن ذرات، اندازه متوسط ذرات، نحوه پخش ذرات اکسید‌آلومینیوم در فاز زمینه اکسید‌کبالت و رفتار احیا- اکسیداسیون آن با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (Fe-SEM)، طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDS-map) و گرما وزن سنجی (TGA) بررسی شد. نتایج نشان داد که به طور کلی نمونه‌های تهیه شده به روش آسیاکاری همزمان مخلوط اکسیدها در زمان کوتاه (کمتر از یک ساعت آسیاکاری)، ظرفیت ذخیره انرژی بالایی (معادل حدود 2 درصد وزنی ذخیره اکسیژن) نسبت به نمونه‌های تهیه شده در زمان کوتاه با استفاده از روش دوم (1-1.5 درصد وزنی ذخیره اکسیژن) دارند. این در حالی بود که نمونه‌های تهیه شده در زمان‌های طولانی‌تر (16 ساعت آسیاکاری) با روش دوم دارای ظرفیت ذخیره بالایی (معادل2-6 درصد وزنی ذخیره اکسیژن) نسبت به نمونه‌های تهیه شده با روش اول (حدود 2 درصد وزنی ذخیره اکسیژن) در زمان طولانی مدت آسیاکاری هستند. در بین نمونه‌های تهیه شده به روش دوم نیز نمونه‌هایی که فاز اکسید‌کبالت در آنها به مدت 16 ساعت آسیاکاری شده بودند رفتار احیا - اکسیداسیون بهتری نسبت به سایر نمونه‌ها نشان دادند. همچنین مشخص شد که کاهش اندازه ذرات پودر کامپوزیتی الزاما هم جهت با بهبود ظرفیت ذخیره انرژی حرارتی نیست.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Study of Co3O4-Al2O3 Composite Powder Synthesis Method on Specification and Thermal Energy Storage Capacity

نویسندگان [English]

  • Mehdi Pourabdoli 1
  • Maryam Delavari 2
  • Hadiseh Hosseini Monfared 3

2 Department of materials and metallurgy Eng., Hamedan University of Technology, Hamedan, Iran.

3 Department of Metallurgy and Materials Eng., Hamedan University of Technology, Hamedan, Iran.

چکیده [English]

In this research, Co3O4-5 wt.% Al2O3 composite was prepared by two different methods including milling of oxide mixtures (first method) and mixing of pre- milled cobalt oxide and iron oxide (second method). Then, particle morphology, average particle size, Al2O3 distribution, and thermal energy storage capacity were investigated by Field Emission Scanning Electron Microscopy (FE-SEM) , Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS), and Thermal Gravimetric Analysis (TGA) methods. The results showed that samples prepared by first method during short milling time (less than one hour), generally showed better energy storage capacity (equivalent to 2 wt. % of O2 storage) than the samples prepared by second method in the short milling time(equivalent to 1-1.5 wt. % of O2 storage). It was while that samples prepared in long milling time (16 h) by second method had higher energy storage capacity (equivalent to 2-6 wt. % of O2 storage) than samples prepared by first method (equivalent to 2 wt. % of O2 storage) in similar ball milling time. Among the samples prepared by second method, the samples prepared by 16-h milled cobalt oxide showed better redox behavior than the other samples. It was also found that reducing the particle size of the composite powder (reducing the diffusion distance of oxygen atoms) is not necessarily accompanied by improved thermal energy storage capacity.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Thermal Energy Storage
  • Cobalt oxide
  • Aluminium oxide
  • Mechanical milling