Jekk l-iskart tal-elettroċeramika pura jistax jintuża biex jissintetizza ċ-ċeramika tal-mullite?

Xi skart industrijali jintwera li huwa utli fil-produzzjoni taċ-ċeramika tal-mullite. Dan l-iskart industrijali huwa rikk f'ċerti ossidi tal-metall bħal silika (SiO2) u alumina (Al2O3). Dan jagħti lill-iskart il-potenzjal li jintuża bħala sors tal-materjal tal-bidu għall-preparazzjoni taċ-ċeramika tal-mullite. L-għan ta 'dan id-dokument ta' reviżjoni huwa li jiġbor u jirrevedi diversi metodi ta 'preparazzjoni taċ-ċeramika tal-mullite li użaw varjetà ta' skart industrijali bħala materjali tal-bidu. Din ir-reviżjoni tiddeskrivi wkoll it-temperaturi tas-sinterizzazzjoni u l-addittivi kimiċi użati fil-preparazzjoni u l-effetti tagħha. F'dan ix-xogħol ġie indirizzat ukoll paragun kemm tas-saħħa mekkanika kif ukoll tal-espansjoni termali taċ-ċeramika tal-mullite irrappurtata ppreparata minn diversi skart industrijali.

Mullite, komunement indikat bħala 3Al2O3∙2SiO2, huwa materjal taċ-ċeramika eċċellenti minħabba l-proprjetajiet fiżiċi straordinarji tiegħu. Għandu punt ta 'tidwib għoli, koeffiċjent baxx ta' espansjoni termali, qawwa għolja f'temperaturi għoljin, u jippossjedi kemm xokk termali kif ukoll reżistenza għat-tkaxkir [1]. Dawn il-proprjetajiet termali u mekkaniċi straordinarji jippermettu li l-materjal jintuża f'applikazzjonijiet bħal refrattorji, għamara tal-kalkara, sottostrati għal konvertituri katalitiċi, tubi tal-forn, u tarki tas-sħana.

Mullite jista' jinstab biss bħala minerali skars f'Mull Island, l-Iskozja [2]. Minħabba l-eżistenza rari tagħha fin-natura, iċ-ċeramika kollha tal-mullite użata fl-industrija hija magħmula mill-bniedem. Saret ħafna riċerka biex jiġu ppreparati ċeramika tal-mullite bl-użu ta' prekursuri differenti, li jibdew jew minn kimiċi ta' grad industrijali/laboratorju [3] jew minerali aluminosilikat li jseħħu b'mod naturali [4]. Madankollu, l-ispiża ta 'dawn il-materjali tal-bidu hija għalja, li huma sintetizzati jew imminati minn qabel. Għal bosta snin, ir-riċerkaturi ilhom ifittxu alternattivi ekonomiċi biex jissintetizzaw iċ-ċeramika tal-mullite. Għalhekk, bosta prekursuri tal-mullite derivati ​​minn skart industrijali ġew irrappurtati fil-letteratura。 Dawn l-iskart industrijali għandhom kontenut għoli ta 'silika u alumina utli, li huma l-komposti kimiċi essenzjali meħtieġa biex jipproduċu ċeramika tal-mullite. Benefiċċji oħra tal-użu ta 'dan l-iskart industrijali huma l-iffrankar tal-enerġija u l-ispejjeż jekk l-iskart kien devjat u użat mill-ġdid bħala materjal ta' inġinerija. Barra minn hekk, dan jista' jgħin ukoll biex jitnaqqas il-piż ambjentali u jsaħħaħ il-benefiċċju ekonomiku tiegħu.

Sabiex jiġi investigat jekk l-iskart tal-elettroċeramika pur jistax jintuża biex jissintetizza ċ-ċeramika tal-mullite, l-iskart tal-elettroċeramika pur imħallat ma 'trab tal-alumina u l-iskart tal-elettroċeramika pura bħala materja prima ġew imqabbla. proprjetajiet taċ-ċeramika mullite ġew investigati. XRD u SEM intużaw biex jistudjaw il-kompożizzjoni tal-fażi u l-mikrostruttura.

Ir-riżultati juru li l-kontenut tal-mullite jiżdied b'żieda fit-temperatura tas-sinterizzazzjoni, u fl-istess ħin id-densità tal-massa tiżdied. Il-materja prima hija l-iskart tal-elettroċeramika pura, u b'hekk l-attività tas-sinterizzazzjoni hija akbar, u l-proċess tas-sinterizzazzjoni jista 'jiġi aċċellerat, u d-densità tiżdied ukoll. Meta l-mullite titħejja biss mill-iskart elettroċeramika, id-densità tal-massa u s-saħħa kompressiva huma l-akbar, il-porożità hija l-iżgħar, u l-proprjetajiet fiżiċi komprensivi jkunu l-aħjar

Immexxi mill-ħtieġa għal alternattivi bi prezz baxx u favur l-ambjent, ħafna sforzi ta 'riċerka użaw varjetà ta' skart industrijali bħala materjali tal-bidu biex jipproduċu ċeramika tal-mullite. Il-metodi tal-ipproċessar, it-temperaturi tas-sinterizzazzjoni, u l-addittivi kimiċi ġew riveduti. Il-metodu tradizzjonali tal-ipproċessar tar-rotta li kien jinvolvi t-taħlit, l-ippressar u s-sinterizzazzjoni tar-reazzjoni tal-prekursur tal-mullite kien l-aktar metodu użat komunement minħabba s-sempliċità u l-kosteffettività tiegħu. Għalkemm dan il-metodu huwa kapaċi jipproduċi ċeramika tal-mullite poruża, il-porositajiet apparenti taċ-ċeramika tal-mullite riżultanti ġew irrappurtati li jibqgħu taħt il-50%. Min-naħa l-oħra, l-ikkastjar bil-friża intwera li jista 'jipproduċi ċeramika mullite poruża ħafna, b'porożità apparenti ta' 67%, anke f'temperatura ta 'sinterizzazzjoni għolja ħafna ta' 1500 °C. Twettqet reviżjoni tat-temperaturi tas-sinterizzazzjoni u l-addittivi kimiċi differenti użati fil-produzzjoni tal-mullite. Huwa mixtieq li tintuża temperatura ta 'sinterizzazzjoni ta' aktar minn 1500 °C għall-produzzjoni tal-mullite, minħabba r-rata ta 'reazzjoni ogħla bejn Al2O3 u SiO2 fil-prekursur. Madankollu, kontenut eċċessiv tas-silika assoċjat ma 'impuritajiet fil-prekursur jista' jwassal għad-deformazzjoni jew it-tidwib tal-kampjun waqt is-sinterizzazzjoni f'temperatura għolja. Fir-rigward tal-addittivi kimiċi, CaF2, H3BO3, Na2SO4, TiO2, AlF3, u MoO3 ġew irrappurtati bħala għajnuna effettiva biex titbaxxa t-temperatura tas-sinterizzazzjoni filwaqt li V2O5, ZrO2 drogat Y2O3 u 3Y-PSZ jistgħu jintużaw biex jippromwovu densifikazzjoni għaċ-ċeramika mullite. Doping b'addittivi kimiċi bħal AlF3, Na2SO4, NaH2PO4·2H2O, V2O5, u MgO assistew it-tkabbir anisotropiku tal-mullite whiskers, li sussegwentement tejbu s-saħħa fiżika u l-ebusija taċ-ċeramika tal-mullite.