กระบวนการเปชินี
กระบวนการPechiniหรือกระบวนการผสมของเหลวตามที่เสนอในปี พ.ศ. 2510 เป็นเทคนิคการตกตะกอนฟิล์มไดอิเล็กทริกของไททาเนตและไนโอเบตของตะกั่วและธาตุอัลคาไลน์เอิร์ธในการผลิตตัวเก็บประจุ ต่อมา กระบวนการนี้ได้รับการปรับแต่งสำหรับการสังเคราะห์วัสดุออกไซด์แบบกระจายละเอียดหลายองค์ประกอบในห้องปฏิบัติการ[ 1 ] [ 2 ]โดยตั้งชื่อตามนักประดิษฐ์ชาวอเมริกัน Maggio Pechini
คำอธิบาย
กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับ เส้นทาง โซล-เจลสารละลายในน้ำของออกไซด์หรือเกลือที่เหมาะสมจะถูกผสมกับกรดอัลฟาไฮดรอกซีคาร์บอก ซิลิก เช่นกรดซิตริกการเกิดคีเลชันเกิดขึ้นในสารละลาย จากนั้นจะเติมโพ ลีไฮดรอกซีแอลกอฮอล์และให้ความร้อนแก่ของเหลวที่อุณหภูมิ 150–250 °C (300–480 °F) เพื่อให้คีเลตเกิดพอลิเมอไรเซชันหรือก่อตัวเป็นเครือข่ายเชื่อมโยง ขนาดใหญ่ เมื่อน้ำส่วนเกินถูกกำจัดออกโดยการให้ความร้อน จะได้เรซินพอลิเมอร์ที่เป็นของแข็ง[ 3 ]ในที่สุด ที่อุณหภูมิสูงขึ้นไปอีกที่ 500–900 °C (930–1,650 °F) เรซินจะสลายตัวหรือไหม้เกรียม และในที่สุด จะได้ ออกไซด์ผสมขนาดอนุภาคเล็กมาก โดยทั่วไปอยู่ที่ 20 ถึง 50 นาโนเมตร (แม้ว่าจะมีการรวมตัวของอนุภาคเหล่านี้เป็นกลุ่มที่ใหญ่ขึ้น) โดยมีการผสมอย่างใกล้ชิดเกิดขึ้นในระดับอะตอม[ 4 ]
การใช้งาน
วิธีนี้ถูกนำมาใช้ในการสังเคราะห์ออกไซด์โลหะผสมมากกว่า 100 ชนิด รวมถึงแลนทานัมแมงกาไนท์สำหรับเซลล์เชื้อเพลิงออกไซด์แข็งและ ( Lessing 1989) [ 5 ]แตกต่างจากกระบวนการโซล-เจลซึ่งโลหะอัลคอกไซด์มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาการสร้างเจล กระบวนการนี้ขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาการเกิดเจลระหว่างแอลกอฮอล์และกรดที่ใช้เป็นตัวทำละลาย จะได้เรซินพอลิเมอร์ที่มีการกระจายตัวของแคตไอออนที่ดี ซึ่งจะให้ออกไซด์เมื่อเผา การใช้กรดโพลีอะคริลิกที่มีฟังก์ชันการทำงานสูงกว่าส่งผลให้ได้เรซินที่มีการเชื่อมโยงข้ามสูงซึ่งมีการกระจายตัวของแคตไอออนที่ทำปฏิกิริยาสม่ำเสมอมากขึ้น โครงสร้างเจลสามารถเปลี่ยนแปลงได้ขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของกรดต่อแอลกอฮอล์ ปริมาณสารอินทรีย์ต่ำเป็นที่ต้องการเพื่อลดเวลาและอุณหภูมิในการเผาเพื่อให้ได้วัสดุที่มีเม็ดละเอียดและมีปริมาณคาร์บอนต่ำ[ 6 ] [ 7 ]