ಮಲ್ಲೈಟ್ ಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್ ಅನ್ನು ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಲು ಶುದ್ಧ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್ ತ್ಯಾಜ್ಯವನ್ನು ಬಳಸಬಹುದೇ?

ಕೆಲವು ಕೈಗಾರಿಕಾ ತ್ಯಾಜ್ಯಗಳು ಮುಲ್ಲೈಟ್ ಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯಲ್ಲಿ ಉಪಯುಕ್ತವೆಂದು ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಈ ಕೈಗಾರಿಕಾ ತ್ಯಾಜ್ಯಗಳು ಸಿಲಿಕಾ (SiO2) ಮತ್ತು ಅಲ್ಯುಮಿನಾ (Al2O3) ನಂತಹ ಕೆಲವು ಲೋಹದ ಆಕ್ಸೈಡ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಸಮೃದ್ಧವಾಗಿವೆ. ಇದು ತ್ಯಾಜ್ಯಗಳನ್ನು ಮುಲ್ಲೈಟ್ ಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್ ತಯಾರಿಕೆಗೆ ಆರಂಭಿಕ ವಸ್ತುವಿನ ಮೂಲವಾಗಿ ಬಳಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ. ಈ ವಿಮರ್ಶೆ ಕಾಗದದ ಉದ್ದೇಶವು ವಿವಿಧ ಮುಲ್ಲೈಟ್ ಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್ ತಯಾರಿಕೆಯ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಕಂಪೈಲ್ ಮಾಡುವುದು ಮತ್ತು ಪರಿಶೀಲಿಸುವುದು, ಇದು ವಿವಿಧ ಕೈಗಾರಿಕಾ ತ್ಯಾಜ್ಯಗಳನ್ನು ಆರಂಭಿಕ ಸಾಮಗ್ರಿಗಳಾಗಿ ಬಳಸಿಕೊಂಡಿದೆ. ಈ ವಿಮರ್ಶೆಯು ಸಿಂಟರ್ ಮಾಡುವ ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು ತಯಾರಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಬಳಸುವ ರಾಸಾಯನಿಕ ಸೇರ್ಪಡೆಗಳು ಮತ್ತು ಅದರ ಪರಿಣಾಮಗಳನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಕೆಲಸದಲ್ಲಿ ವಿವಿಧ ಕೈಗಾರಿಕಾ ತ್ಯಾಜ್ಯಗಳಿಂದ ತಯಾರಿಸಲಾದ ವರದಿಯಾದ ಮುಲ್ಲೈಟ್ ಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್‌ನ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಉಷ್ಣ ವಿಸ್ತರಣೆ ಎರಡರ ಹೋಲಿಕೆಯನ್ನೂ ಸಹ ಈ ಕೆಲಸದಲ್ಲಿ ತಿಳಿಸಲಾಗಿದೆ.

ಮುಲ್ಲೈಟ್, ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ 3Al2O3∙2SiO2 ಎಂದು ಸೂಚಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಅದರ ಅಸಾಧಾರಣ ಭೌತಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಿಂದಾಗಿ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಸೆರಾಮಿಕ್ ವಸ್ತುವಾಗಿದೆ. ಇದು ಹೆಚ್ಚಿನ ಕರಗುವ ಬಿಂದು, ಉಷ್ಣ ವಿಸ್ತರಣೆಯ ಕಡಿಮೆ ಗುಣಾಂಕ, ಹೆಚ್ಚಿನ-ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿ, ಮತ್ತು ಉಷ್ಣ ಆಘಾತ ಮತ್ತು ಕ್ರೀಪ್ ಪ್ರತಿರೋಧ [1] ಎರಡನ್ನೂ ಹೊಂದಿದೆ. ಈ ಅಸಾಧಾರಣ ಉಷ್ಣ ಮತ್ತು ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ವಕ್ರೀಭವನಗಳು, ಗೂಡು ಪೀಠೋಪಕರಣಗಳು, ವೇಗವರ್ಧಕ ಪರಿವರ್ತಕಗಳಿಗೆ ತಲಾಧಾರಗಳು, ಕುಲುಮೆಯ ಕೊಳವೆಗಳು ಮತ್ತು ಶಾಖದ ಗುರಾಣಿಗಳಂತಹ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಬಳಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ.

ಮುಲ್ಲೈಟ್ ಅನ್ನು ಸ್ಕಾಟ್‌ಲ್ಯಾಂಡ್‌ನ ಮುಲ್ ಐಲ್ಯಾಂಡ್‌ನಲ್ಲಿ ವಿರಳ ಖನಿಜವಾಗಿ ಮಾತ್ರ ಕಾಣಬಹುದು [2]. ಪ್ರಕೃತಿಯಲ್ಲಿ ಅಪರೂಪದ ಅಸ್ತಿತ್ವದಿಂದಾಗಿ, ಉದ್ಯಮದಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುವ ಎಲ್ಲಾ ಮುಲ್ಲೈಟ್ ಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್ ಮಾನವ ನಿರ್ಮಿತವಾಗಿದೆ. ಕೈಗಾರಿಕಾ/ಪ್ರಯೋಗಾಲಯ ದರ್ಜೆಯ ರಾಸಾಯನಿಕ [3] ಅಥವಾ ನೈಸರ್ಗಿಕವಾಗಿ ಕಂಡುಬರುವ ಅಲ್ಯುಮಿನೋಸಿಲಿಕೇಟ್ ಖನಿಜಗಳಿಂದ [4] ಪ್ರಾರಂಭಿಸಿ ವಿವಿಧ ಪೂರ್ವಗಾಮಿಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಮುಲ್ಲೈಟ್ ಪಿಂಗಾಣಿಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂಶೋಧನೆಯನ್ನು ಮಾಡಲಾಗಿದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಈ ಆರಂಭಿಕ ವಸ್ತುಗಳ ವೆಚ್ಚವು ದುಬಾರಿಯಾಗಿದೆ, ಇವುಗಳನ್ನು ಮೊದಲೇ ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಅಥವಾ ಗಣಿಗಾರಿಕೆ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ವರ್ಷಗಳಿಂದ, ಸಂಶೋಧಕರು ಮುಲ್ಲೈಟ್ ಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್ ಅನ್ನು ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಲು ಆರ್ಥಿಕ ಪರ್ಯಾಯಗಳನ್ನು ಹುಡುಕುತ್ತಿದ್ದಾರೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಕೈಗಾರಿಕಾ ತ್ಯಾಜ್ಯಗಳಿಂದ ಪಡೆದ ಹಲವಾರು ಮುಲ್ಲೈಟ್ ಪೂರ್ವಗಾಮಿಗಳನ್ನು ಸಾಹಿತ್ಯದಲ್ಲಿ ವರದಿ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ. ಈ ಕೈಗಾರಿಕಾ ತ್ಯಾಜ್ಯಗಳು ಉಪಯುಕ್ತವಾದ ಸಿಲಿಕಾ ಮತ್ತು ಅಲ್ಯೂಮಿನಾದ ಹೆಚ್ಚಿನ ವಿಷಯವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ, ಅವುಗಳು ಮುಲ್ಲಿಟ್ ಪಿಂಗಾಣಿಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಅಗತ್ಯವಾದ ರಾಸಾಯನಿಕ ಸಂಯುಕ್ತಗಳಾಗಿವೆ. ಈ ಕೈಗಾರಿಕಾ ತ್ಯಾಜ್ಯಗಳನ್ನು ಬಳಸುವುದರ ಇತರ ಪ್ರಯೋಜನಗಳೆಂದರೆ ತ್ಯಾಜ್ಯಗಳನ್ನು ಬೇರೆಡೆಗೆ ತಿರುಗಿಸಿದರೆ ಮತ್ತು ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ವಸ್ತುವಾಗಿ ಮರುಬಳಕೆ ಮಾಡಿದರೆ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ವೆಚ್ಚ ಉಳಿತಾಯ. ಇದಲ್ಲದೆ, ಇದು ಪರಿಸರದ ಹೊರೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಮತ್ತು ಅದರ ಆರ್ಥಿಕ ಲಾಭವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ.

ಶುದ್ಧ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್ ತ್ಯಾಜ್ಯವನ್ನು ಮಲ್ಲೈಟ್ ಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್ ಅನ್ನು ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಲು ಬಳಸಬಹುದೇ ಎಂದು ತನಿಖೆ ಮಾಡಲು, ಅಲ್ಯೂಮಿನಾ ಪುಡಿಗಳೊಂದಿಗೆ ಬೆರೆಸಿದ ಶುದ್ಧ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್ ತ್ಯಾಜ್ಯ ಮತ್ತು ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುಗಳಂತೆ ಶುದ್ಧ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್ ತ್ಯಾಜ್ಯವನ್ನು ಹೋಲಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಮುಲ್ಲೈಟ್ ಸೆರಾಮಿಕ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ತನಿಖೆ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ. XRD ಮತ್ತು SEM ಅನ್ನು ಹಂತದ ಸಂಯೋಜನೆ ಮತ್ತು ಸೂಕ್ಷ್ಮ ರಚನೆಯನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲು ಬಳಸಲಾಯಿತು.

ಸಿಂಟರಿಂಗ್ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವುದರೊಂದಿಗೆ ಮುಲ್ಲೈಟ್‌ನ ವಿಷಯವು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಬೃಹತ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ತೋರಿಸುತ್ತವೆ. ಕಚ್ಚಾ ಸಾಮಗ್ರಿಗಳು ಶುದ್ಧ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್ ತ್ಯಾಜ್ಯಗಳಾಗಿವೆ, ಹೀಗಾಗಿ ಸಿಂಟರ್ ಮಾಡುವ ಚಟುವಟಿಕೆಯು ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸಿಂಟರ್ ಮಾಡುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ವೇಗಗೊಳಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಸಾಂದ್ರತೆಯು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ಮುಲ್ಲೈಟ್ ಅನ್ನು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್ ತ್ಯಾಜ್ಯದಿಂದ ಮಾತ್ರ ತಯಾರಿಸಿದಾಗ, ಬೃಹತ್ ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು ಸಂಕುಚಿತ ಶಕ್ತಿಯು ದೊಡ್ಡದಾಗಿದೆ, ಸರಂಧ್ರತೆಯು ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಸಮಗ್ರ ಭೌತಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಉತ್ತಮವಾಗಿರುತ್ತದೆ.

ಕಡಿಮೆ-ವೆಚ್ಚದ ಮತ್ತು ಪರಿಸರ ಸ್ನೇಹಿ ಪರ್ಯಾಯಗಳ ಅಗತ್ಯದಿಂದ ಪ್ರೇರೇಪಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ, ಅನೇಕ ಸಂಶೋಧನಾ ಪ್ರಯತ್ನಗಳು ವಿವಿಧ ಕೈಗಾರಿಕಾ ತ್ಯಾಜ್ಯಗಳನ್ನು ಮುಲ್ಲಿಟ್ ಪಿಂಗಾಣಿಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಆರಂಭಿಕ ವಸ್ತುಗಳಾಗಿ ಬಳಸಿಕೊಂಡಿವೆ. ಸಂಸ್ಕರಣಾ ವಿಧಾನಗಳು, ಸಿಂಟರ್ ಮಾಡುವ ತಾಪಮಾನಗಳು ಮತ್ತು ರಾಸಾಯನಿಕ ಸೇರ್ಪಡೆಗಳನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸಲಾಗಿದೆ. ಮುಲ್ಲೈಟ್ ಪೂರ್ವಗಾಮಿ ಮಿಶ್ರಣ, ಒತ್ತುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಸಿಂಟರಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಮಾರ್ಗ ಸಂಸ್ಕರಣಾ ವಿಧಾನವು ಅದರ ಸರಳತೆ ಮತ್ತು ವೆಚ್ಚದ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿತ್ವದ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಳಸುವ ವಿಧಾನವಾಗಿದೆ. ಈ ವಿಧಾನವು ಸರಂಧ್ರ ಮುಲ್ಲೈಟ್ ಪಿಂಗಾಣಿಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಸಮರ್ಥವಾಗಿದ್ದರೂ, ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಮುಲ್ಲೈಟ್ ಸೆರಾಮಿಕ್‌ನ ಸ್ಪಷ್ಟ ರಂಧ್ರಗಳು 50% ಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಇರುತ್ತವೆ ಎಂದು ವರದಿಯಾಗಿದೆ. ಮತ್ತೊಂದೆಡೆ, ಫ್ರೀಜ್ ಎರಕಹೊಯ್ದವು 1500 °C ನ ಅತಿ ಹೆಚ್ಚು ಸಿಂಟರ್ ಮಾಡುವ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿಯೂ ಸಹ 67% ರಷ್ಟು ಸ್ಪಷ್ಟವಾದ ಸರಂಧ್ರತೆಯೊಂದಿಗೆ ಹೆಚ್ಚು ರಂಧ್ರವಿರುವ ಮುಲ್ಲೈಟ್ ಸೆರಾಮಿಕ್ ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಮಲ್ಲೈಟ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯಲ್ಲಿ ಬಳಸುವ ಸಿಂಟರ್ಟಿಂಗ್ ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು ವಿವಿಧ ರಾಸಾಯನಿಕ ಸೇರ್ಪಡೆಗಳ ವಿಮರ್ಶೆಯನ್ನು ನಡೆಸಲಾಯಿತು. ಮುಲ್ಲೈಟ್ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ 1500 °C ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಿಂಟರ್ ಮಾಡುವ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಬಳಸುವುದು ಅಪೇಕ್ಷಣೀಯವಾಗಿದೆ, ಏಕೆಂದರೆ ಪೂರ್ವಗಾಮಿಯಲ್ಲಿ Al2O3 ಮತ್ತು SiO2 ನಡುವಿನ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ದರ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಪೂರ್ವಗಾಮಿಯಲ್ಲಿನ ಕಲ್ಮಶಗಳೊಂದಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ಅತಿಯಾದ ಸಿಲಿಕಾ ಅಂಶವು ಹೆಚ್ಚಿನ-ತಾಪಮಾನದ ಸಿಂಟರ್ ಮಾಡುವ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಮಾದರಿ ವಿರೂಪ ಅಥವಾ ಕರಗುವಿಕೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು. ರಾಸಾಯನಿಕ ಸೇರ್ಪಡೆಗಳಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ, CaF2, H3BO3, Na2SO4, TiO2, AlF3 ಮತ್ತು MoO3 ಸಿಂಟರಿಂಗ್ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಸಹಾಯಕವೆಂದು ವರದಿಯಾಗಿದೆ ಆದರೆ V2O5, Y2O3-ಡೋಪ್ಡ್ ZrO2 ಮತ್ತು 3Y-PSZ ಅನ್ನು ಮುಲ್ಲೈಟ್ ಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್‌ಗೆ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸಲು ಬಳಸಬಹುದು. AlF3, Na2SO4, NaH2PO4·2H2O, V2O5, ಮತ್ತು MgO ನಂತಹ ರಾಸಾಯನಿಕ ಸೇರ್ಪಡೆಗಳೊಂದಿಗೆ ಡೋಪಿಂಗ್ ಮಲ್ಲೈಟ್ ವಿಸ್ಕರ್‌ಗಳ ಅನಿಸೊಟ್ರೊಪಿಕ್ ಬೆಳವಣಿಗೆಗೆ ಸಹಾಯ ಮಾಡಿತು, ಇದು ತರುವಾಯ ಮಲ್ಲೈಟ್ ಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್‌ನ ದೈಹಿಕ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಗಟ್ಟಿತನವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಿತು.