সেমিকন্ডাক্টর এবং লিথিয়াম ব্যাটারি দুটোই এর থেকে অবিচ্ছেদ্য! কীভাবে উচ্চ-বিশুদ্ধতা অতি সূক্ষ্ম অ্যালুমিনা সিরামিক পাউডার তৈরি করা হয়?

1.1 অ্যালুমিনা ক্রিস্টাল স্ট্রাকচার

অ্যালুমিনার একটি তুলনামূলকভাবে জটিল কাঠামো রয়েছে, যেখানে এটি O2- এর বিন্যাসের উপর ভিত্তি করে দুটি বিভাগে বিভক্ত: কিউবিক স্ট্রাকচার (fcc) বা হেক্সাগোনাল ক্লোজ-প্যাকড স্ট্রাকচার (hcp)। এই দুটি প্রধান বিভাগের মধ্যে, আল3+ এর উপর ভিত্তি করে আরও শ্রেণীবিভাগ করা যেতে পারে, যার মধ্যে (ঘন), η (ঘন), θ (মনোক্লিনিক), এবং δ (অর্থোহম্বিক) কাঠামোগুলি fcc জালির উপর ভিত্তি করে, যখন (ত্রিকোণ), κ (অর্থোহম্বিক), এবং χ (হেক্সাগোনাল) কাঠামো।

-Al2O3 স্ফটিক কাঠামোতে O2- একটি ষড়ভুজাকার কাছাকাছি-প্যাক করা কাঠামোতে সাজানো আছে, বাকি অংশগুলি অক্টাহেড্রাল ইন্টারস্টিশিয়াল সাইট গঠন করে এবং Al3+ ইন্টারস্টিশিয়াল সাইটগুলির 2/3 পূরণ করে, যার ফলে নিশ্চিত করা হয় যে a2O3-এর রাসায়নিক সূত্র। অক্টাহেড্রাল ইন্টারস্টিশিয়াল সাইটগুলিতে আল3+ ফিলিং নীতিটি পলিংয়ের নিয়মগুলিকে সন্তুষ্ট করে, অর্থাৎ, একই স্তরের মধ্যে আল3+ এবং স্তরগুলির মধ্যে দূরত্ব যতটা সম্ভব দূরে রাখা উচিত [1]।

-Al2O3 আবার ফ্লেকে বিভক্ত-যেমন -Al2O3 এবং গোলাকার -Al2O3৷ ফ্লেক-এর মতো -Al2O3 মহাকাশে একটি দ্বি-মাত্রিক প্ল্যানার কাঠামো প্রদর্শন করে, ছোট পুরুত্ব এবং একটি বড় ব্যাস-থেকে-বেধের অনুপাত সহ। এটি সাধারণত তিনটি পদ্ধতিতে প্রস্তুত করা হয়: ভেজা রসায়ন, কঠিন{18}}প্রতিক্রিয়া এবং গলিত লবণ পদ্ধতি। গোলাকার -Al2O3 গঠনটি মূলত তিন-মাত্রিক স্থানে সাজানো হয় এবং প্রস্তুতির সময় দুই-মাত্রিক দিকের বৃদ্ধি অবশ্যই চাপা দিতে হবে, তাই একজাতীয় বৃষ্টিপাত, হাইড্রোথার্মাল পদ্ধতি, ড্রিপ বল পদ্ধতি, টেমপ্লেট পদ্ধতি, স্প্রে পদ্ধতি এবং স্প্রে পদ্ধতির মতো পদ্ধতিগুলি এখানে ব্যবহৃত হয়। গোলাকার -Al2O3 প্রস্তুত করা অপেক্ষাকৃত বেশি কঠিন।

-Al2O3 স্ফটিক কাঠামো O2- এর ঘন ঘন প্যাকিং দ্বারা চিহ্নিত করা হয়, যার ফলে একটি অষ্টহেড্রাল গঠন তৈরি হয়। এই কাঠামোটি আরও একটি স্পাইনেল কাঠামোতে বিকশিত হয়, যেখানে 32 কিউবিক ক্লোজ-প্যাকড O পরমাণু একক কোষ গঠন করে। মেরুদণ্ডের কাঠামোতে, 32 O পরমাণুগুলি 8 টি টেট্রাহেড্রাল শূন্যতা এবং 16টি অক্টাহেড্রাল শূন্যতা তৈরি করে, যেখানে 67/3 অ্যালুমিনিয়াম পরমাণু এলোমেলোভাবে শূন্যস্থানে বিতরণ করা হয়, যখন 8/3টি শূন্যস্থান বিদ্যমান থাকে [2]।

-Al2O3 স্ফটিক কাঠামোর বৈশিষ্ট্যটি এর উচ্চ নির্দিষ্ট পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল এবং ব্যাপকভাবে বিতরণকৃত সক্রিয় কেন্দ্রগুলির মধ্যে রয়েছে। উপযুক্ত অনুঘটক তাপমাত্রায়, এই উপাদানটি ভাল স্থিতিশীলতা প্রদর্শন করে। তাই, - Al2O3 অনুঘটকের উচ্চ নির্বাচনীতার কারণে শিল্প ও বৈজ্ঞানিক গবেষণায় ব্যাপক প্রয়োগের সম্ভাবনা রয়েছে।

-Al2O3 হল অ্যালুমিনার সবচেয়ে স্থিতিশীল স্ফটিক ফর্ম, এবং অন্যান্য স্ফটিক ফর্মগুলি অস্থির এবং একে রূপান্তর পর্যায় বলা হয়। এই রূপান্তর পর্যায়গুলি শেষ পর্যন্ত স্থিতিশীল -Al2O3 কাঠামোতে কিছু নির্দিষ্ট পরিস্থিতিতে রূপান্তরিত হবে, তাই -Al2O3ও অ্যালুমিনার চূড়ান্ত রূপান্তর পর্যায়। অতএব, শুধুমাত্র -Al2O3 প্রকৃতিতে বিদ্যমান, প্রাকৃতিক খনিজ পদার্থ যেমন প্রাকৃতিক করন্ডাম, রুবি এবং নীলা। এই কাঠামোটিকে কোরান্ডাম স্ফটিক কাঠামো [3-4]ও বলা হয়।

1.2 অ্যালুমিনা সিরামিক

অ্যালুমিনা সিরামিক একটি উচ্চ-কার্যক্ষমতা সম্পন্ন সিরামিক উপাদান। তাদের চমৎকার শারীরিক এবং রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যের কারণে, তারা ব্যাপকভাবে কঠোর পরিবেশে যেমন উচ্চ তাপমাত্রা, উচ্চ শক্তি, উচ্চ পরিধান প্রতিরোধের, এবং উচ্চ নিরোধক ব্যবহার করা হয়। তাদের বিকাশের ইতিহাস 19 শতকের শেষের দিকে খুঁজে পাওয়া যায়। তাদের উচ্চ শক্তি এবং দৃঢ়তার কারণে, অ্যালুমিনা সিরামিকগুলি সবচেয়ে জনপ্রিয় অক্সাইড সিরামিকগুলির মধ্যে একটি। একই সময়ে, তাদের সাধারণ যান্ত্রিক, বৈদ্যুতিক এবং অপটিক্যাল বৈশিষ্ট্যগুলির কারণে, অ্যালুমিনা সিরামিকগুলি অনেক আধুনিক শিল্প ক্ষেত্রে ব্যবহৃত হয়।

অ্যালুমিনা সিরামিকের উচ্চ কঠোরতা রয়েছে, যার রকওয়েল কঠোরতা HRA80-90, যা হীরার পরেই দ্বিতীয়। অ্যালুমিনা সিরামিকের পরিধান প্রতিরোধ ক্ষমতা ম্যাঙ্গানিজ স্টিলের 266 গুণ এবং উচ্চ-ক্রোমিয়াম ঢালাই আয়রনের 171.5 গুণের সমতুল্য। একই কাজের অবস্থার অধীনে, এটি কমপক্ষে দশ গুণ দ্বারা সরঞ্জামের পরিষেবা জীবন প্রসারিত করতে পারে। অ্যালুমিনা সিরামিক উপাদানের ঘনত্ব 3.7 ~ 3.95 g/cm³, ইস্পাতের মাত্র অর্ধেক, যা সরঞ্জামের লোডকেও কমাতে পারে। একই সময়ে, এটিতে উচ্চ তাপ পরিবাহিতা, ভাল প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং তাপীয় স্থিতিশীলতা এবং একটি ছোট অস্তরক ধ্রুবকের মতো সুবিধাও রয়েছে। এটি একটি নতুন প্রজন্মের মাইক্রোইলেক্ট্রনিক ডিভাইস এবং সিস্টেমের জন্য পছন্দের উপাদান এবং মহাকাশ, 5G যোগাযোগ, উচ্চ-পাওয়ার সেমিকন্ডাক্টর, এবং উচ্চ-পাওয়ার LED আলো [৫] এর মতো ক্ষেত্রে সার্কিট সাবস্ট্রেটের জন্য প্রধান উপাদান হয়ে উঠেছে।

উচ্চ-বিশুদ্ধতা আল্ট্রাফাইন অ্যালুমিনা পাউডার প্রস্তুতি প্রযুক্তি বিশেষ অ্যালুমিনা সিরামিক উপকরণগুলির দ্রুত বিকাশকে সীমাবদ্ধ করার অন্যতম প্রধান কারণ এবং এটি শিল্প উত্পাদনে খরচ হ্রাস এবং দক্ষতা বৃদ্ধিতে একটি মূল লিঙ্ক। উচ্চমানের সিরামিক পাউডার প্রস্তুত করার জন্য নতুন পদ্ধতির বিকাশ সিরামিক সামগ্রী এবং সংশ্লিষ্ট উচ্চ-প্রযুক্তি ক্ষেত্রের বিকাশের জন্য অত্যন্ত তাৎপর্যপূর্ণ।

2
অ্যালুমিনা পাউডার প্রস্তুতি প্রযুক্তি

2.1 অ্যালুমিনা পূর্ববর্তীদের শ্রেণীবিভাগ

অ্যালুমিনা তৈরিতে সাধারণত অ্যালুমিনা হাইড্রেটের তাপীয় পচন জড়িত থাকে, যেগুলি আল3+ আয়ন বা অর্গানোমেটালিক যৌগ ধারণকারী দ্রবণ থেকে উদ্ভূত হয়। গবেষণায় দেখা গেছে যে এই রূপান্তর প্রক্রিয়া (যেমন বোহেমাইটের ডিহাইড্রেশন -Al2O3) হল একটি টোপোট্যাকটিক বিক্রিয়া, যা অ্যালুমিনায় পূর্বসূরির মাইক্রোস্কোপিক রূপবিদ্যাকে ধরে রাখতে দেয়। অতএব, অ্যালুমিনার বৈশিষ্ট্যগুলি হাইড্রেট অগ্রদূতের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত।

গঠন এবং জলের উপাদানের পার্থক্য অনুসারে, অ্যালুমিনার পূর্বসূরীর মধ্যে প্রধানত গিবসাইট, বেয়ারাইট, নর্ডস্ট্র্যান্ডাইট এবং ডায়াস্পোর অন্তর্ভুক্ত, যার মধ্যে ডায়াস্পোরকে আরও বিভক্ত করা হয়েছে ডায়াস্পোর এবং বোহেমাইট। গিবসাইট গ্রীষ্মমন্ডলীয় অঞ্চলে বক্সাইটের প্রধান উপাদান। বাণিজ্যিক Bayer প্রক্রিয়ার চূড়ান্ত পণ্য হিসাবে, এটি Al3+ এর ক্ষারীয় বৃষ্টিপাতের মাধ্যমে বৃহৎ আকারে উত্পাদিত হয় এবং এটি ব্যাপকভাবে একটি শিখা প্রতিরোধক, পলিমার এবং কাগজের জন্য সংযোজক, টুথপেস্ট ফিলার এবং টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইডের জন্য স্টেবিলাইজার হিসেবে ব্যবহৃত হয়। গিবসাইটের স্ফটিক কাঠামো মনোক্লিনিক সিস্টেমের অন্তর্গত, অ্যালুমিনিয়াম-অক্সিজেন অক্টাহেড্রা প্রান্ত দ্বারা সংযুক্ত একটি স্তরযুক্ত কাঠামো তৈরি করে, এবং দ্বিগুণ-স্তরের স্ট্যাকিংয়ের বিন্যাসকে AB BA AB BA.... বোহেমাইট, সিউডো}}{7} নামেও পরিচিত। এটি একটি কাঁচামাল হিসাবে গিবসাইট ব্যবহার করে হাইড্রোথার্মালভাবে সংশ্লেষিত করা যেতে পারে, বা বেয়ারাইটের নিয়ন্ত্রিত রোস্টিং দ্বারা প্রাপ্ত করা যেতে পারে। বোহমাইট অর্থরহম্বিক সিস্টেমের অন্তর্গত, অ্যালুমিনিয়াম{10}}অক্সিজেন অক্টাহেড্রা প্রান্ত দ্বারা সংযুক্ত এবং ধাপে ধাপে সাজানো হয় এবং এর স্তরগুলি হাইড্রোজেন বন্ড দ্বারা সংযুক্ত থাকে। অষ্টহেড্রাল কাঠামোতে, অক্সিজেন পরমাণুগুলি ABC ABC পদ্ধতিতে সাজানো হয়।

বিভিন্ন অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইড পূর্বসূরীর মধ্যে, সিউডো-বোহমাইট হল এক ধরনের হাইড্রেট যার তুলনামূলকভাবে কম স্ফটিকতা রয়েছে। এটি উচ্চ নির্দিষ্ট পৃষ্ঠ এলাকা, প্রচুর ছিদ্র, একটি ইতিবাচক চার্জযুক্ত পৃষ্ঠ, জলে সহজ বিচ্ছুরণ এবং দ্রাবকযুক্ত হাইড্রক্সিল- এবং অ্যাসিডিক অবস্থার অধীনে ভাল জেল দ্রবণীয়তা দ্বারা চিহ্নিত করা হয়। এই বৈশিষ্ট্যগুলি সিউডো-বোহমাইটকে একটি অনুঘটক বাহক এবং বাইন্ডার হিসাবে ব্যাপকভাবে ব্যবহার করে, এবং এটি সক্রিয় অ্যালুমিনা তৈরির জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ মধ্যবর্তী পণ্যও [6]।

2.2 অ্যালুমিনা পাউডার তৈরির পদ্ধতি

2.2.1 গ্যাস ফেজ পদ্ধতি

গ্যাস ফেজ পদ্ধতি সরাসরি গ্যাস ব্যবহার করে বা বিভিন্ন গরম করার পদ্ধতির মাধ্যমে বিক্রিয়ককে বাষ্পীভূত করে, যার ফলে গ্যাসীয় অবস্থায় ভৌত রাসায়নিক বিক্রিয়া ঘটে এবং অবশেষে ঘনীভূত হয়ে অতি সূক্ষ্ম পাউডার তৈরি হয়। এই ধরনের পদ্ধতিতে মৃদু প্রতিক্রিয়া অবস্থা, জমাটবদ্ধতার সহজ নিয়ন্ত্রণ, ভাল কণা বিচ্ছুরণযোগ্যতা, ছোট কণার আকার এবং সংকীর্ণ বন্টন রয়েছে; অসুবিধা হল অত্যন্ত কম ফলন, এবং উৎপাদন খরচ নিয়ন্ত্রণ করা কঠিন।

গ্যাস ফেজ পদ্ধতিতে, প্রতিক্রিয়ার আগে কাঁচামালগুলিকে সম্পূর্ণরূপে বাষ্পীভূত করতে হবে, যা প্রচুর শক্তি খরচ করে এবং প্রতিক্রিয়াটির জন্য খুব কম আর্দ্রতার সাথে প্রচুর পরিমাণে নিষ্ক্রিয় গ্যাসের প্রয়োজন হয়, যার ফলে গ্যাস ফেজ পদ্ধতির জন্য তুলনামূলকভাবে উচ্চ খরচ হয়।

রাসায়নিক বাষ্প জমা (CVD) হল ন্যানো-অ্যালুমিনা প্রস্তুত করার জন্য একটি সাধারণভাবে ব্যবহৃত গ্যাস ফেজ পদ্ধতি। এই পদ্ধতিতে অ্যালুমিনিয়াম ক্লোরাইড এবং জলীয় বাষ্প ব্যবহার করে প্রতিক্রিয়া চেম্বারে অ্যালুমিনা ন্যানোপাউডার তৈরি করা হয়। সাধারণ সিভিডি পদ্ধতির মধ্যে রয়েছে শিখা সিভিডি, লেজার পাইরোলাইসিস সিভিডি এবং অন্যান্য। হান শিজং এট আল। [৭] প্লাজমা অর্গানোমেটালিক সিভিডি দ্বারা 5.6 এনএম গড় কণার আকারের উচ্চ-বিশুদ্ধতা অ্যালুমিনা পাউডার প্রস্তুত করা হয়, একটি অক্সিজেন পরিবেশে 1000 ডিগ্রি এবং 5.3 kPa-এ বিক্রিয়া করে গোলাকার ন্যানো-অ্যালুমিনা পাউডার পেতে।

2.2.2 তরল ফেজ পদ্ধতি

তরল ফেজ পদ্ধতিতে একটি নির্দিষ্ট দ্রাবকের মধ্যে অ্যালুমিনিয়াম লবণ দ্রবীভূত করা, বাষ্পীভবন, পরমানন্দ, প্রিপিপিট্যান্ট যোগ, হাইড্রোলাইসিস এবং অন্যান্য পদ্ধতির মাধ্যমে একটি নির্দিষ্ট আকৃতি এবং আকারের কণা প্রাপ্ত করার মাধ্যমে দ্রাবক এবং দ্রাবককে পৃথক করা, অর্থাৎ, Al2O3 পাউডারের পূর্বসূরি প্রস্তুত করা এবং অবশেষে ডিকমপোস গরম করা।

প্রথমত, অ্যালুমিনিয়াম উপাদানটি আয়নিক আকারে দ্রবণে বিদ্যমান থাকে এবং জলের দ্রাবক বা জৈব দ্রাবক যেমন ট্রাইক্লোরোমিথাইল, ইথানল, এবং টলুইনের অ্যালুমিনিয়াম লবণ যেমন অ্যালুমিনিয়াম সালফেট, অ্যালুমিনিয়াম সেকে-বুটোক্সাইড এবং সোডিয়াম মেটালুমিনেটের মাধ্যমে দ্রবীভূত হতে পারে। পরবর্তীকালে, অ্যালুমিনিয়াম আয়নগুলি অ্যালুমিনিয়াম লবণের হাইড্রোলাইসিস এবং বাষ্পীভবনের মতো পদ্ধতির মাধ্যমে বা অ্যামোনিয়াম কার্বনেট, সোডিয়াম হাইড্রক্সাইড, ইউরিয়া এবং সালফিউরিক অ্যাসিডের মতো প্রসিপিটেন্ট ব্যবহার করে সমযোজী অক্সাইডের আকারে জমা এবং অবক্ষয় করা যেতে পারে। পরিশেষে, কাঙ্খিত অ্যালুমিনা ক্রিস্টাল ফর্ম [8-9] পেতে উচ্চ তাপমাত্রায় অবক্ষেপকে ধুয়ে শুকানো বা ক্যালসাইন করা হয়।

স্প্রে পাইরোলাইসিস প্রযুক্তি

স্প্রে পাইরোলাইসিস প্রযুক্তি, যা ফ্লেম স্প্রে পাইরোলাইসিস প্রযুক্তি নামেও পরিচিত, এটি অতি সূক্ষ্ম অ্যালুমিনা পাউডার তৈরি করার একটি পদ্ধতি যা অতিস্বনকভাবে উৎপন্ন মাইক্রোন আকারের অ্যারোসোল ফোঁটাগুলির উপর ভিত্তি করে তৈরি করা হয় যা 400 ডিগ্রি ~ 800 ডিগ্রিতে উত্তপ্ত এবং পচে যায়। লাইন এট আল। [১০] স্প্রে পাইরোলাইসিস প্রযুক্তি ব্যবহার করে সফলভাবে মাল্টিফেজ অ্যালুমিনা পাউডার বিশুদ্ধ করা হয়েছে, উচ্চ-বিশুদ্ধতা ন্যানো-অ্যালুমিনা পাউডার ৫০ nm~80 nm এবং -ফেজ বিশুদ্ধতা 50%~85%।

অ্যালকক্সাইড হাইড্রোলাইসিস পদ্ধতি

অ্যালকোক্সাইড হাইড্রোলাইসিস পদ্ধতিতে একটি উপযুক্ত জল থেকে একটি দ্রবণ তৈরি করা হয়-স্টোইচিওমেট্রিক অনুপাত অনুসারে দ্রবণীয় অ্যালুমিনিয়াম লবণ, তারপরে একটি প্রসিপিট্যান্ট নির্বাচন করা যা ধাতব আয়নের সাথে বিক্রিয়া করে একটি বর্ষণ তৈরি করতে পারে, এবং অবশেষে অতি সূক্ষ্ম পাউডার পাওয়ার জন্য অবক্ষেপকে উত্তপ্ত এবং ডিহাইড্রেট করা। সাধারণ অ্যালকোক্সাইড হাইড্রোলাইসিস পদ্ধতির মধ্যে রয়েছে সালফার-নিঃসরণ-মুক্ত অ্যালুমিনিয়াম অ্যামোনিয়াম সালফেট পদ্ধতি এবং অ্যালুমিনিয়াম অ্যামোনিয়াম কার্বনেট পদ্ধতি, ইত্যাদি। [12-13]।

Zhong Lianyun এট আল। [১৪] বিশুদ্ধ অ্যালুমিনিয়াম নাইট্রেট এবং অ্যামোনিয়াম বাইকার্বোনেটকে প্রধান কাঁচামাল হিসেবে ন্যানো-Al2O3 পাউডার কো-বর্ষণ পদ্ধতিতে প্রস্তুত করার জন্য ব্যবহার করা হয়। প্রস্তুত ন্যানো-Al2O3 পাউডারের গড় কণার আকার ছিল 20 nm~30 nm। সার্ফ্যাক্ট্যান্ট PEG6000 যোগ করা -Al2O3 পাউডারের বিচ্ছুরণ কর্মক্ষমতা উন্নত করেছে।

উন্নত বায়ার প্রক্রিয়া

বেয়ার প্রক্রিয়া ক্ষারীয় দ্রবণে অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইডের দ্রবণীয়তার পরিবর্তনকে ব্যবহার করে, অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইডকে সোডিয়াম অ্যালুমিনেটে রূপান্তর করতে ঘনীভূত সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড দ্রবণ ব্যবহার করে, তারপর বৃষ্টিপাতের মাধ্যমে অদ্রবণীয় পদার্থগুলিকে পৃথক করে এবং অবশেষে অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইডের সংযোজন এবং অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রক্সাইডের সংযোজন করে। স্ফটিক, রোস্টিং এবং ডিহাইড্রেশন দ্বারা অনুসৃত অ্যালুমিনা পাউডার পেতে।

সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, Bayer প্রক্রিয়ার ক্রমাগত পরিমার্জনের মাধ্যমে, দক্ষ নিষ্কাশন করতে সক্ষম নতুন পদ্ধতিগুলি তৈরি করা হয়েছে [15]। উন্নত Bayer প্রক্রিয়াটি প্রধানত সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড এবং সোডিয়াম অপসারণের প্রস্তুতিকে উন্নত করে, সোডিয়াম অ্যালুমিনেটে ডিসিলিকেশন এবং লোহা অপসারণ করে এবং উচ্চ-বিশুদ্ধতা অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রক্সাইড পাওয়ার জন্য পচনশীল অবস্থাকে নিয়ন্ত্রণ করে। এই প্রক্রিয়া চলাকালীন, অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইড ধীরে ধীরে অবক্ষয় করে, কার্যকরভাবে অস্বাভাবিক স্ফটিক নিউক্লিয়াসের উপস্থিতি হ্রাস করে এবং সোডিয়াম এবং সিলিকন অমেধ্যের সংযোজন হ্রাস করে। অবশেষে, উচ্চ-বিশুদ্ধতা অ্যালুমিনা উচ্চ-তাপমাত্রা ক্যালসিনেশন এবং গ্রাইন্ডিংয়ের মাধ্যমে পাওয়া যায়।

সল-জেল পদ্ধতি

সল-জেল পদ্ধতি হল ন্যানো-অ্যালুমিনা সংশ্লেষণের জন্য একটি সহজ এবং কার্যকর পদ্ধতি। বৃষ্টিপাত পদ্ধতির বিপরীতে, যা প্রাথমিকভাবে সল এবং জেলে রূপান্তরিত হয়, অ্যালুমিনিয়াম লবণ এবং উচ্চ-বিশুদ্ধতা অ্যামাইন বা অ্যামোনিয়াম লবণের দ্রবণগুলি হাইড্রোলাইসিস বা পলিমারাইজেশনের মধ্য দিয়ে একটি অগ্রদূত জেল তৈরি করে, যা পরে অ্যালুমিনা পাউডার পেতে অ্যালকোহল-কে ধুয়ে, বয়স্ক এবং অবশেষে ক্যালসাইন করা হয়।

কিছু গবেষক প্রথাগত সল-জেল পদ্ধতির উপর ভিত্তি করে প্রযুক্তিগত উন্নতিও করেছেন। উদাহরণস্বরূপ, ঝু জুয়ুয়ান [১৬] উচ্চ-বিশুদ্ধতা অতি সূক্ষ্ম অ্যালুমিনা পাউডার প্রস্তুত করার জন্য ধাতব অ্যালকক্সাইড হাইড্রোলাইসিস এবং সল-জেল পদ্ধতির একটি হাইব্রিড প্রক্রিয়া গ্রহণ করেছেন। প্রথমত, অ্যালুমিনিয়াম অ্যালকক্সাইড দ্রবণকে সংশ্লেষিত করার জন্য 2N এর চেয়ে বেশি বা সমান বিশুদ্ধতা সহ অ্যালুমিনিয়াম পাউডার উত্তপ্ত করা হয়েছিল, অদ্রবণীয় কণার অমেধ্যগুলি মাইক্রোফিল্ট্রেশন দ্বারা অপসারণ করা হয়েছিল এবং বার্ধক্যের পরে, হাইড্রোলাইসিস করা হয়েছিল। পাতনের মাধ্যমে একটি শুষ্ক জেল পাওয়া যায়, এবং অবশেষে উচ্চ-তাপমাত্রা ক্যালসিনেশনের মাধ্যমে উচ্চ-বিশুদ্ধতা অ্যালুমিনা পাউডার পাওয়া যায়।

অ্যালুমিনিয়াম অ্যালকক্সাইড পদ্ধতি

অ্যালুমিনিয়াম অ্যালকক্সাইড পদ্ধতিটি অ্যালকক্সাইড হাইড্রোলাইসিস পদ্ধতির প্রযুক্তিগত পুনরাবৃত্তির অন্তর্গত। এতে অ্যালুমিনিয়াম আইসোপ্রোপক্সাইড তৈরির প্রতিক্রিয়ার জন্য আইসোপ্রোপানল দ্রবণে ধাতব অ্যালুমিনিয়াম ফ্লেক্স যুক্ত করা হয়, তারপর হাইড্রেটেড অ্যালুমিনা তৈরির জন্য অ্যালুমিনিয়াম আইসোপ্রোপক্সাইড হাইড্রোলাইজ করা হয় এবং বার্ধক্য, পরিস্রাবণ, শুকানো এবং ডিহাইড্রেশন অ্যাক্টিভেশনের মতো পদক্ষেপের পরে, শেষ পর্যন্ত তুলনামূলকভাবে উচ্চ পাউডার প্রাপ্তির সাথে পাউডার পাওয়া যায়।

ইয়াং কংলিন এট আল। [17] উচ্চ-বিশুদ্ধতা অ্যালুমিনিয়াম অ্যালকোক্সাইড সংশ্লেষণের জন্য কাঁচামাল হিসাবে ধাতব অ্যালুমিনিয়াম এবং কার্বন অ্যালকোহল ব্যবহার করা হয়, এবং অ্যালকোক্সাইড হাইড্রোলাইসিস দ্বারা হাইড্রেটেড অ্যালুমিনা তৈরি করা হয়, উচ্চ সরঞ্জামের প্রয়োজনীয়তার সাথে ভ্যাকুয়াম পাতন প্রক্রিয়াটি নির্মূল করে এবং অবশেষে 5N-পাউডার উচ্চতর{5} গ্রেড প্রাপ্ত। ক্যালসিনেশন, পাউডার বিশুদ্ধতা 99.999% এর চেয়ে বেশি বা সমান এবং 0.1 µm~ 0.3 µm কণার আকার। এই পদ্ধতিতে প্রস্তুত করা অ্যালুমিনা পাউডারের উচ্চ বিশুদ্ধতা রয়েছে এবং পণ্যটির শক্তিশালী নিয়ন্ত্রণের সাথে প্রস্তুতির প্রক্রিয়াটি সহজ।

2.2.3 সলিড ফেজ পদ্ধতি

সলিড ফেজ পদ্ধতি হল এমন একটি পদ্ধতি যেখানে দুই বা ততোধিক পাউডার মিশ্রিত হয় এবং একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রা এবং বায়ুমণ্ডলে সরাসরি বিক্রিয়া করে ন্যানো-অ্যালুমিনা তৈরি করে।

যান্ত্রিক নিষ্পেষণ পদ্ধতি

যান্ত্রিক ক্রাশিং পদ্ধতিতে বিভিন্ন অতি সূক্ষ্ম ক্রাশার (উচ্চ-এনার্জি বল মিল, প্ল্যানেটারি বল মিল, টাওয়ার মিল, জেট মিল, ইত্যাদি) ব্যবহার করে সরাসরি কাঁচামালকে অতি সূক্ষ্ম পাউডারে পিষে। তাদের মধ্যে, উচ্চ-শক্তি বল মিলগুলি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। তারা যান্ত্রিকভাবে অ্যালুমিনা পাউডারকে জল বা অ্যালকোহল মিডিয়াতে গুঁড়ো করে উচ্চ-বিশুদ্ধতা অতি সূক্ষ্ম অ্যালুমিনা পাউডার তৈরি করে। বল মিলের কম্পন এবং ঘূর্ণনের মাধ্যমে, কাঁচামালগুলিতে শক্তি সরবরাহ করা হয়, যার ফলে কাঁচামালগুলি শক্ত বলের দ্বারা প্রবলভাবে প্রভাবিত হয়, সূক্ষ্ম কণাতে চূর্ণ হয় বা রাসায়নিক বিক্রিয়ায় সক্রিয় হয়, যার ফলে অতি সূক্ষ্ম পাউডার প্রস্তুত হয়।

বিস্ফোরণ পদ্ধতি

অ্যালুমিনা পাউডার প্রস্তুত করার জন্য বিস্ফোরণ পদ্ধতি একটি কঠিন-ফেজ পদ্ধতি হিসাবেও ব্যবহার করা যেতে পারে। এই পদ্ধতিটি একটি ধ্রুবক-ভলিউম জাহাজের অভ্যন্তরে দহন প্রতিক্রিয়া সম্পাদন করে এবং প্রচুর পরিমাণে গ্যাস উৎপন্ন করে। অতএব, তাত্ক্ষণিক প্রতিক্রিয়া প্রায়শই উচ্চ চাপের অধীনে এগিয়ে যায়, বিক্রিয়কগুলির স্যাচুরেটেড বাষ্প চাপকে দমন করে এবং স্বাভাবিক চাপে ফেজ ট্রানজিশন তাপমাত্রা বাড়ায়, যা একক-ফেজ মেটাস্টেবল অ্যালুমিনা পাউডারের স্থিতিশীল গঠনের জন্য সহায়ক। বিস্ফোরণ পদ্ধতিতে উত্পাদন সরঞ্জাম, কঠিন উত্পাদন প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ, কম ফলন এবং অপেক্ষাকৃত উচ্চ উত্পাদন ব্যয়ের জন্য উচ্চ প্রয়োজনীয়তা রয়েছে।

পেং এট আল। [১৮] গ্লাইসিন-অ্যালুমিনিয়াম নাইট্রেট সিস্টেমের pH মান নিয়ন্ত্রণ করে বিভিন্ন বিস্ফোরণের ফলাফল পেয়েছে। ফলাফলগুলি দেখায় যে একটি ক্ষারীয় পরিবেশ কার্যকরভাবে শস্যের আকার নিয়ন্ত্রণ করতে পারে, নিরাকার পর্যায়গুলির অনুপাতকে হ্রাস করতে পারে এবং নির্দিষ্ট পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল বৃদ্ধি করতে পারে, যেখানে pH 6 এর কম বা সমান পরিবেশে বিভিন্ন ডিগ্রির সমষ্টি ঘটে।

3
সারাংশ

উচ্চ-বিশুদ্ধতা আল্ট্রাফাইন অ্যালুমিনা পাউডার, এর উন্নত ভৌত ও রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যের কারণে, অ্যালুমিনা পাউডারের প্রয়োগের পরিস্থিতিকে ব্যাপকভাবে প্রসারিত করেছে এবং আধুনিক উন্নত উত্পাদনের একটি প্রধান কাঁচামাল। বর্তমানে, চীনে উচ্চ-বিশুদ্ধ আল্ট্রাফাইন অ্যালুমিনা পাউডারের প্রধান উৎপাদন পদ্ধতির অসুবিধা রয়েছে যেমন জটিল প্রক্রিয়া, প্রযুক্তিগত অবস্থার কঠিন নিয়ন্ত্রণ, উচ্চ খরচ এবং গুরুতর দূষণ। চীনের অর্থনীতির ক্রমাগত বিকাশের সাথে, উচ্চ-বিশুদ্ধতার অতি সূক্ষ্ম অ্যালুমিনার চাহিদা বাড়তে থাকবে, এবং সরঞ্জামের নির্ভুলতা, প্রস্তুতির প্রক্রিয়া, নিয়ন্ত্রণ প্রযুক্তি, শক্তি সঞ্চয় এবং পরিবেশ সুরক্ষার জন্য ভবিষ্যতের প্রয়োজনীয়তাগুলিও উচ্চতর এবং উচ্চতর হবে৷