банэр_старонкі

навіны

Ці можна выкарыстоўваць адходы чыстай электракерамікі для сінтэзу мулітавай керамікі?

Даказана, што некаторыя прамысловыя адходы карысныя для вытворчасці мулітавай керамікі.Гэтыя прамысловыя адходы багатыя некаторымі аксідамі металаў, такімі як дыяксід крэмнія (SiO2) і аксід алюмінію (Al2O3).Гэта дае магчымасць выкарыстоўваць адходы ў якасці зыходнага матэрыялу для падрыхтоўкі мулітавай керамікі.Мэтай гэтага агляднага артыкула з'яўляецца кампіляцыя і агляд розных метадаў падрыхтоўкі мулітавай керамікі, у якіх у якасці зыходных матэрыялаў выкарыстоўваліся розныя прамысловыя адходы.У гэтым аглядзе таксама апісваюцца тэмпературы спякання і хімічныя дабаўкі, якія выкарыстоўваюцца ў падрыхтоўцы, і іх эфекты.У гэтай працы таксама разглядалася параўнанне як механічнай трываласці, так і цеплавога пашырэння мулітавай керамікі, атрыманай з розных прамысловых адходаў.

Муліт, які звычайна пазначаецца як 3Al2O3∙2SiO2, з'яўляецца выдатным керамічным матэрыялам дзякуючы сваім незвычайным фізічным уласцівасцям.Ён мае высокую тэмпературу плаўлення, нізкі каэфіцыент цеплавога пашырэння, высокую трываласць пры высокіх тэмпературах, валодае як цеплавым ударам, так і ўстойлівасцю да паўзучасці [1].Гэтыя незвычайныя тэрмічныя і механічныя ўласцівасці дазваляюць выкарыстоўваць матэрыял у такіх галінах, як вогнеўпоры, мэбля для печаў, падкладкі для каталітычных пераўтваральнікаў, печкавыя трубы і цеплавыя экраны.

Муліт можна знайсці толькі як дэфіцытны мінерал на востраве Малл, Шатландыя [2].З-за таго, што ў прыродзе ён рэдка сустракаецца, уся кераміка з муліту, якая выкарыстоўваецца ў прамысловасці, створана чалавекам.Было праведзена шмат даследаванняў па падрыхтоўцы мулітавай керамікі з выкарыстаннем розных прэкурсораў, пачынаючы з прамысловых/лабараторных хімічных [3] або прыродных алюмасілікатных мінералаў [4].Аднак кошт гэтых зыходных матэрыялаў з'яўляецца дарагім, якія сінтэзуюць або здабываюць загадзя.На працягу многіх гадоў даследчыкі шукалі эканамічныя альтэрнатывы для сінтэзу мулітавай керамікі.Такім чынам, у літаратуры паведамлялася аб шматлікіх папярэдніках муліту, атрыманых з прамысловых адходаў。 Гэтыя прамысловыя адходы маюць высокае ўтрыманне карыснага дыяксіду крэмнія і аксіду алюмінія, якія з'яўляюцца важнымі хімічнымі злучэннямі, неабходнымі для вытворчасці мулітавай керамікі.Іншыя перавагі выкарыстання гэтых прамысловых адходаў - гэта эканомія энергіі і выдаткаў, калі адходы былі перанакіраваны і паўторна выкарыстаны ў якасці інжынернага матэрыялу.Акрамя таго, гэта можа таксама дапамагчы паменшыць нагрузку на навакольнае асяроддзе і павялічыць яго эканамічную выгаду.

Для таго, каб даследаваць, ці можна выкарыстоўваць адходы чыстай электракерамікі для сінтэзу мулітавай керамікі, параўноўвалі адходы чыстай электракерамікі, змешаныя з парашкамі аксіду алюмінію, і адходы чыстай электракерамікі ў якасці сыравіны. Уплыў складу сыравіны і тэмпературы спякання на мікраструктуру і фізічныя даследаваны ўласцівасці мулітавай керамікі.Для вывучэння фазавага складу і мікраструктуры выкарыстоўваліся XRD і SEM.

Вынікі паказваюць, што з павышэннем тэмпературы спякання павялічваецца ўтрыманне муліту і адначасова павялічваецца насыпная шчыльнасць.Сыравінай з'яўляюцца адходы чыстай электракерамікі, таму актыўнасць спякання большая, і працэс спякання можа быць паскораны, а таксама павялічана шчыльнасць.Калі муліт падрыхтаваны толькі з адходаў электракерамікі, аб'ёмная шчыльнасць і трываласць на сціск найбольшыя, сітаватасць найменшая, а агульныя фізічныя ўласцівасці будуць лепшымі.

Кіруючыся патрэбай у недарагіх і экалагічна чыстых альтэрнатывах, многія даследаванні выкарыстоўвалі розныя прамысловыя адходы ў якасці зыходнага матэрыялу для вытворчасці мулітавай керамікі.Разгледжаны метады апрацоўкі, тэмпературы спякання і хімічныя дабаўкі.Традыцыйны спосаб апрацоўкі, які ўключае змешванне, прэсаванне і рэакцыйнае спяканне папярэдніка муліту, быў найбольш часта выкарыстоўваным метадам з-за яго прастаты і эканамічнай эфектыўнасці.Хоць гэты метад здольны вырабляць кіпрую мулітную кераміку, відавочная сітаватасць атрыманай мулітавай керамікі, як паведамляецца, заставалася ніжэй за 50%.З іншага боку, было паказана, што ліццё сублімацыйным спосабам можа вырабляць вельмі порыстую мулітную кераміку з уяўнай сітаватасцю 67%, нават пры вельмі высокай тэмпературы спякання 1500 °C.Быў праведзены агляд тэмператур спякання і розных хімічных дабавак, якія выкарыстоўваюцца пры вытворчасці муліту.Для вытворчасці муліту пажадана выкарыстоўваць тэмпературу спякання вышэй за 1500 °C з-за больш высокай хуткасці рэакцыі паміж Al2O3 і SiO2 у папярэдніку.Аднак празмернае ўтрыманне дыяксіду крэмнія, звязанае з прымешкамі ў папярэдніку, можа прывесці да дэфармацыі або расплаўлення ўзору падчас высокатэмпературнага спякання.Што тычыцца хімічных дабавак, CaF2, H3BO3, Na2SO4, TiO2, AlF3 і MoO3, як паведамляецца, з'яўляюцца эфектыўным дапаможнікам для зніжэння тэмпературы спякання, у той час як V2O5, легаваны Y2O3 ZrO2 і 3Y-PSZ могуць выкарыстоўвацца для садзейнічання ўшчыльненню мулітавай керамікі.Легіраванне хімічнымі дадаткамі, такімі як AlF3, Na2SO4, NaH2PO4·2H2O, V2O5 і MgO, спрыяла анізатропнаму росту мулітавых вусоў, што пасля павялічыла фізічную трываласць і трываласць мулітавай керамікі.


Час публікацыі: 29 жніўня 2023 г