۴-۳-۵ بررسی تاثیر دمای کلسیناسیون بر فازهای کریستالی
افزایش دمای کلسیناسیون اغلب با دو پدیده همراه است، رشد اندازه ذرات و نیز تغییر فاز از آناتاز به روتایل [۱۳۳]، در دمای بالا (زمان طولانی) شعاع ذرات درشت زیادتر و از تعداد ذرات ریز کاسته می­ شود. کاهش سطح ویژه نیروی محرکه این تغییر است. این رفتار عمدتاً با مدل رشد LSW^[65] (استوالد^[۶۶]) برای رشد توجیه می­ شود [۱۳۴]. این مدل بیانگر تمایل ذرات کوچک­تر برای رسیدن به حالت ترمودینامیکی پایدار می­باشد. شکل ۴-۷ نتایج حاصل از XRDنمونه­ TSC₆ در دماهای مختلف C˚۴۷۵-۵۷۵-۶۷۵-۷۷۵-۸۷۵-۹۷۵ درجه سانتی ­گراد، که به مدت ۱ ساعت کلسینه شده ­اند را نشان می­دهد. مشخصات کلی نانوذرات در جدول ۴-۶ گردآوری شده است. هم­چنان­که از داده ­های پراش اشعه ایکس (شکل۴-۷) و محاسبات شرر برمی­آید با افزایش دمای کلسیناسیون اندازه بلورک­ها و نیز نوع و نسبت فاز­های شکل گرفته، تغییر می­ کند. همان­طور که مشاهده

می­ شود شدت پیک­ها افزایش یافته و پهنای پیک­ها باریک­تر شده است. افزایش شدت و نیز باریک شدن
پیک­های XRDدر دمای بالا نشان دهنده کریستالیزه شدن ذرات تیتانیا و رشد اندازه ذرات می­باشد. بنابراین ساختار تیتانیا نظم بیشتری یافته است. طبق نتایج به­دست آمده اندازه کریستالیته نانو ذرات تیتانیا به­شدت وابسته به دما و حضور دوپنت می­باشد، به طوری­که با افزایش دما اندازه کریستالیته افزایش پیدا می­ کند. با افزایش دما از شدت پیک­های مربوط به فاز آناتاز کاسته شده و در مقابل پیک­های مربوط به فاز روتایل شدت پیدا کرده اند. در دمای C˚۷۷۵ نمونه­ها فقط شامل فاز روتایل می­باشد. در واقع افزایش دما استحاله فازی آناتاز به روتایل را تسریع کرده است. از آن­جایی که نتایج حاصل از محاسبات پارامترهای شبکه با اندازه­ پارامتر شبکه برای دو فاز آناتاز و روتایل همخوانی دارد، می­توان تغییرات شدید در راستای محور c را به این تبدیلات فازی نسبت داد. در دمای C˚۹۷۵ پیک تفرقی مربوط به SnO₂ (JCPDS 41-1445) مشاهده شد. باتوجه به مقادیر گزارش شده در جدول ۴-۵، با افزایش دمای کلسیناسیون حجم سلول واحد به­ صورت چشم­گیری کاهش یافته است. همچنین مشاهده می­ شود با اضافه شدن دوپنت در ساختار تیتانیا ابتدا مساحت سطح افزایش یافته ولی رشد اندازه ذرات با افزایش دمای کلسیناسیون منجر به کاهش شدید مساحت سطح از m²/g 732/122 به m²/g 273/24 شده است. با افزایش دما آگلومره شدن ذرات رخ می­دهد. طی این پدیده تحرک اتمی بیش­تر می­ شود و باعث درهم رفتن کریستال­ها می­گردد و در نتیجه مساحت سطح کاهش می­یابد [۱۳۵]. این پدیده به صورت دیگری نیز قابل توجیه است با افزایش دما فاز آناتاز کم­تر و فاز روتایل بیش­تر می­ شود چون مساحت سطح فاز روتایل کم­تر از آناتاز است، بالا رفتن دما منجر به کاهش مساحت سطح می­گردد [۱۳۵،۱۳۴].

شکل ۴-۷ : الگوی پراش اشعه ایکس تیتانیای دوپ شده با قلع و سریم (TSC₆) - کلسینه شده در دماهای مختلف به مدت h1.
جدول ۴-۵: مشخصات نمونه­های تیتانیای دوپ شده با قلع و سریم (TSC₆) - کلسینه شده در دماهای مختلف به مدت h1.