Matematično modeliranje fazne transformacije hidratiziranega titanovega dioksida iz anataza v rutilNovak, Doroteja Marija (Avtor) Marinšek, Marjan (Mentor) Ključne besede: titanov dioksidfazna transformacijakinetikaRietveldova metodaAvramijeva enačbaPovzetek: Titanov dioksid je anorganska polimorfna spojina, ki se v naravi pojavlja v različnih kristalnih strukturah oz. modifikacijah. Znane so tri kristalne oblike: anataz, rutil in brukit. Najbolj pogosta uporaba TiO2 je v obliki belega pigmenta, ki vsebuje rutil in se uporablja za ustvarjanje beline v premazih, pakirnih embalažah in drugih materialih. Za proizvajanje belega pigmenta poznamo sulfatni ali kloridni postopek. Pri sulfatnem postopku med procesom kalcinacije pri visokih temperaturah poteče fazna transformacija iz anataznega TiO2 v rutil. Če poznamo temperaturni interval, v katerem pride do fazne transformacije ter čas trajanja procesa, lahko temu primerno priredimo čas segrevanja TiO2 v peči in na ta način prihranimo veliko energije ter posledično stroškov. V tej magistrski nalogi smo analizirali tri vzorce, ki so bili vzeti iz proizvodnje belega pigmenta po sulfatnem postopku pred kalcinacijo. Termično obdelavo vzorcev smo spremljali z napravo, ki hkrati izvaja termogravimetrično in diferenčno termično analizo ter je sklopljena z masnim spektrometrom. Nato smo vzorce posneli z XRD in HTXRD. Najprej smo segrevali vsakega posebej do različnih temperatur v električni cevni peči, kjer smo jih termostatirali in nato z XRD posneli difraktogram vsakega ohlajenega vzorca. Pri enakih temperaturah smo izvedli HTXRD analizo, kjer smo posneli difraktogram vsakih 10 minut med termostatiranjem pri določeni temperaturi. Tako smo in situ spremljali pretvorbo anataza v rutil pri različnih temperaturah. Za podatke o vsebnosti faz smo uporabili Rietveldovo metodo ter tako izračunali konverzijo, ki smo jo potrebovali za kinetično analizo fazne transformacije. S pomočjo matematičnega modela smo določili kinetične parametre. Uporabili smo Avramijevo metodo in linearizacijsko metodo, ki predstavlja linearizirano obliko Avramijeve enačbe. Kinetične parametre smo določili tako, da smo poiskali funkcijo, ki se po eni ali drugi metodi najbolj prilega eksperimentalnim podatkom. Po vsaki metodi smo dobili primerljive vrednosti kinetičnih parametrov, kinetične energije vseh vzorcev so enakega reda velikosti. Zaradi kompleksnosti procesa je predpostavka prave aktivacijske energije nenatančna, zato smo končno vrednost aktivacijske energije procesa imenovali kot navidezno aktivacijsko energijo (angl. apparent activation energy).20242024-03-29 10:50:01Magistrsko delo/naloga155396sl