بررسی ریس ساختار و ویژگی های جرمهای ریختنی دیرگذاز اسپینل درجا حاوی افسودنی ZrSiO4

فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوین

مقاله 8، دوره 2، شماره 6، بهمن و اسفند 1390، صفحه 97-108   

نویسندگان

سمانه بیگلر¹؛ حسین سرپولکی^{* 2}؛ علی نعمتی³؛ علیرضا سوری⁴

¹کارشناس ارشد دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات

²دانشیار دانشگاه علم و صنعت

³دانشیار دانشگاه صنعتی شریف

⁴مربی دانشگاه ملایر

تاریخ دریافت: 08 دی 1394،  تاریخ پذیرش: 08 دی 1394 

چکیده

جرم‌های ریختنی دیرگداز به گونه‌ی گسترده در بسیاری از کاربردهای دما و فشار بالا مثل فرآیندهای پتروشیمی، کوره‌های صنعتی و بویژه در صنعت آهن و فولاد بکار می‌روند. تلاش‌های زیادی برای بهبود کیفیت جرم‌های ریختنی دیرگداز از راه کاهش مقدار سیمان یا افزودنی‌های گوناگون انجام گرفته است. در این پژوهش تاثیر زیرکن بر ریز ساختار و ویژگی‌های جرم های بسیار کم سیمان ULCC اسپینلی مورد بررسی قرار گرفته است. از موادی همچون آلومینای تبولار با دانه بندی‌های گوناگون به عنوان اگریگیت، آلومینای راکتیو، منیزیا ددبرن و میکروسیلیس به عنوان مواد اولیه و زیرکن به عنوان افزودنی استفاده شد و تشکیل اسپینل درجا و نقش زیرکن بر ریز ساختار و تشکیل فازها به وسیله‌ی پراش اشعه‌یx (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان دادند که ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی با افزودن 2، 4 و6 درصد زیرکن در نمونه‌های پخت شده در دمای Cº1400 و Cº1600 به مدت 2 ساعت، بهبود یافته است. هم‌چنین، تجزیه‌ی زیرکن در حدود دمایCº1400 آغاز و در Cº1600 به پایان رسیده است که در نتیجه‌ی واکنش زیرکن با آلومینا، کامپوزیت ZrO2- شبه مولایت (کیانیت) در زمینه‌ی جرم دیرگداز تشکیل شده است که با توجه به نظر برخی پژوهشگران با افزایش دما قابلیت تبدیل به مولایت را دارا می‌باشد. هم‌چنین، در دمای C º1600 در همه‌ی بدنه‌ها استحکام فشاری بسیار بالایی (بالاتر از 125 مگا پاسکال) به دلیل وجود فازهای کیانیت و اسپینل مشاهده شد.
 

کلیدواژه‌ها

جرم ریختنی؛ زیرکن؛ اسپینل؛ کیانیت

مراجع

 

2- Cunda-Duncan, F.N.,Bradt, R.C., "Synthesisof Magnesium Aluminate Spinels from

Bauxites and Magnesia", J.Am.Ceram. Soc.,Vol.85, No.12, PP. 2995-3003,1998.

3- Alper, A.M., "High Temper Oxides",Academic press, New York, 1971.

4- Sarkar, R., X Banerjee, R., "Effect ofAddition of TiO2 on Reaction Sintered MgOAl2O3

Spinels", J.Euro. Ceram. Soc., Vol.20,pp. 2133-2141, 2000.

5- S.Mukhopadhyay and P.K. Dason icrostructure and properties of a low cement

refractory castable “,. Ceramics International30, pp. 369–380,2004.

6- pathi and S. Singla and A. Ghosh ,"Synthesis and densification behaviour of

magnesium aluminate spinel: Effect ofDy2O3". Ceramics International 35,pp. 2541–2544,2009.

7- M. Bavand-Vandchali and F. Golestani-Fardand H. Sarpoollaky and H.R. Rezaie and C.G.

Aneziris."The influence of in situ spinelformation on Microstructure and phase

evolution of MgO–C refractories", Journal ofthe European Ceramic Society 28, pp.563–569,2008.

8- H. Sarpoolaky, K.G. Ahari, W.E. Lee,“Influence of in situ phase formation on

microstructural evolution and properties ofcastable refractories “,. Ceramics International

28, pp.487–493, 2002

9- S. Mukhopadhyay, P.K. DasPoddarb,“Effect of preformed and in situ

spinels on microstructure and properties of alow cement refractory castable “ ,. Ceramics

International 30, pp. 369–380, 2004.

10- E . B . Watson , J. D . price, " kinetics ofthe reaction Mgo+Al2o3→ MgAl2o4 and AlMg

interdiffusion in spinel at 1200 to 2000and 1.0 to 4.0 Gap . " , Geochimica et

cosmochimca acta , Vol . 66,No . 12, pp :2123-2138,2002.

11- B . Myhre , B . sandberg, " The Use ofmicrosilica In Refractory Castables " proc . Int

. seminar on Monolithicc Rfractory Materials Tehran , Iran . pp.113-140, 1997.

12- M. F. Zawrah,"Effect of zircon additionson low and ultra-low cement alumina and

bauxite castables"., Ceramics International 33 ,751–759,2007.

13- M. Bavand-Vandchali, F. Golestani-Fard,H. Sarpoolaky, H.R. Rezaie, C.G. Aneziris.

"The influence of in situ spinel formation onMicrostructure and phase evolution of MgO–C

refractories",. Journal of the European CeramicSociety 28, pp. 563–569, 2008.

14- Artur Bradecki, Stanisława Jonas, “Investigation of high-temperature reactions

within the ZrSiO4–Al2O3 system” ,. CeramicsInternational 36 , 211–214, 2010.

15- Slobodan and V. Radovanovic, “ reactionbehaviour of spinel, zirconia and monocalcium

zirconate under working condition of cementkilns “ in unitecr 97 congress , Vol .3, pp :

1613 – 1623, 1997.

16- W.E. Lee, W. Viera, S. Zhang, K.G. Ahari,H. Sarpoolaky, C. Parr, Castable refractory

concretes, Int. Mater. Rev. Vol. 46, No 3,March 2001, pp. 145-167(23)

17- M. Awaad, M.F. Zawrah, N.M. Khalil, "In situ formation of zirconia-alumina-spinelmulliteceramic composites.", ceramicsinternational 34,429-434, 2008.