Zinc aluminate spinel structure (ZnAl2O4) was synthesized from mixtures of zinc sulfide (with sphalerite structure) and aluminum. The starting materials with different molar ratios were milled for 3 hours. The as-milled powders were heated isothermally at 800 ⁰C under an air atmosphere for one hour. The heated samples finally were washed out with diluted sulfuric acid and the remained residuals were dried at 110 ℃ for two hours. The results showed that aluminium content and the molar ratios of ZnS:Al in the starting materials have significant effect on the formation of ZnAl2O4.The as-milled results showed that although the reduction of ZnS by aluminum occurred during milling, the reaction was not completed with increasing the Al content in the starting materials. Except the molar ratio of 1:2, no signs of un-reacted Al were observed in other mixtures of ZnS-Al after milling for three hours. The XRD patterns and FT-IR spectra of the acid treated sample revealed that zinc aluminate could be synthesized from mixtures of ZnS-Al and the ZnS-Al mixture with molar ratio of 4:2 was the best among all mixtures. پرونده مقاله

مخلوط های سولفیدروی-آلومینیم (ZnS-Al) با نسبت های استوکیومتری متفاوت تهیه شدند. سپس عملیات آسیاکاری نمونه ها توسط آسیای سیاره ای در زمانهای گوناگون انجام شد. نتایج نشان داد واکنش احیاآلومینوترمی سولفیدروی در شرایط آسیاکاری به تدریج پیش می رود و حتی پس از 10 ساعت نیز واکنش احیا کامل نمی شود. نشانه هایی از رخداد واکنش خود پیش روند مکانیکی (MSR) در مخلوط های سولفیدروی-آلومینیم در شرایط آسیاکاری دیده نشد. آزمونهای گرمایش همدما برای نمونه های سه ساعت آسیاکاری مخلوط های سولفیدروی-آلومینیم در اتمسفر آرگن به مدت یک ساعت انجام شد. نتایج آنالیزهای پراش اشعه ایکس آزمونهای گرمایش همدما نشان داد محصول غالب در این سیستم، فاز سولفیدآلومینیم روی (ZnAl2S4) با ساختار هگزاگونال است. این فاز اسپینل در آزمونهای گرمایش همدما برای مخلوط های سولفیدروی-آلومینیم سه ساعت آسیاکاری شده با نسبت مولی4:2ZnS:Al = به خوبی متبلور شد. اما نشانه های روشنی از فاز سولفیدآلومینیم در آنالیز اشعه ایکس مخلوط 3:2ZnS:Al= دیده نشد. بر اساس محاسبات ترمودینامیکی نرم افزارHSC و نمودار فازی سیستم ZnS-Al2S3، شرایط تشکیل فازهای محصول برای مخلوط (ZnS-Al) تشریح شد. نتایج نشان داد افزودن مقدار آلومینیم بیش از مقدار استوکیومتری تاثیر منفی در متبلور شدن فاز اسپینل ZnAl2S4 دارد. در نهایت، نتایج آزمونهای گرمایش همدما نشان داد نسبت Al/Zn و نسبت مولی سولفیدروی-آلومینیم در مخلوط اولیه اثر قابل توجهی در تشکیل فاز سولفید آلومینیم روی (ZnAl2S4) دارد. پرونده مقاله