Баъзе партовҳои саноатӣ нишон дода шудаанд, ки дар истеҳсоли сафоли муллит муфиданд. Ин партовҳои саноатӣ аз оксидҳои муайяни металлӣ, аз қабили кремний (SiO2) ва гилхок (Al2O3) бой мебошанд. Ин ба партовҳо имкон медиҳад, ки ҳамчун манбаи ибтидоӣ барои тайёр кардани сафоли муллит истифода шаванд. Мақсади ин ҳуҷҷати барраси ин тартиб ва баррасии усулҳои гуногуни тайёр кардани сафолҳои муллитӣ мебошад, ки партовҳои гуногуни саноатиро ҳамчун маводи ибтидоӣ истифода кардаанд. Ин барраси инчунин ҳарорати агломератсия ва иловаҳои кимиёвиро, ки дар омодагӣ ва таъсири он истифода мешаванд, тавсиф мекунад. Дар ин кор муқоисаи ҳам қувваи механикӣ ва ҳам васеъшавии гармии сафолҳои муллитии гузоришшуда, ки аз партовҳои гуногуни саноатӣ тайёр карда шудаанд, баррасӣ карда шуданд.
Муллит, ки маъмулан 3Al2O3∙2SiO2 номида мешавад, аз сабаби хосиятҳои физикии ғайриоддии худ як маводи аълои сафолист. Он дорои нуқтаи обшавии баланд, коэффисиенти пасти васеъшавии ҳароратӣ, қувваи баланд дар ҳарорати баланд буда, ҳам ба зарбаи гармӣ ва ҳам муқовимат ба хазандагон дорад [1]. Ин хосиятҳои ғайриоддии гармӣ ва механикӣ ба мавод имкон медиҳанд, ки дар чунин корҳо истифода шаванд, ба монанди оташдонҳо, мебели танӯр, субстратҳо барои конвертерҳои каталитикӣ, қубурҳои оташдон ва сипарҳои гармӣ.
Муллитро танҳо ҳамчун минерали камёб дар Ҷазираи Мулл, Шотландия пайдо кардан мумкин аст [2]. Аз сабаби мавҷудияти нодир дар табиат, тамоми сафолҳои муллитӣ, ки дар саноат истифода мешаванд, сунъӣ мебошанд. Барои тайёр кардани сафолҳои муллитӣ бо истифода аз прекурсорҳои гуногун, аз кимиёвии дараҷаи саноатӣ/лабораторӣ [3] ё минералҳои алюминосиликатии табиатан пайдошуда [4] тадқиқоти зиёд гузаронида шудааст. Аммо арзиши ин маводҳои ибтидоӣ гарон аст, ки қаблан синтез ё истихроҷ карда мешаванд. Солҳост, ки тадқиқотчиён алтернативаҳои иқтисодӣ барои синтез кардани сафоли муллитро ҷустуҷӯ мекарданд. Аз ин рӯ, дар адабиёт дар бораи прекурсорҳои сершумори муллитӣ, ки аз партовҳои саноатӣ ба даст омадаанд, гузориш дода шудаанд。 Ин партовҳои саноатӣ дорои миқдори зиёди кремний ва гилхок мебошанд, ки пайвастагиҳои муҳими кимиёвӣ барои истеҳсоли сафоли муллит заруранд. Манфиатҳои дигари истифодаи ин партовҳои саноатӣ сарфаи энергия ва хароҷот дар сурате мебошанд, ки агар партовҳо ҳамчун маводи муҳандисӣ интиқол дода шаванд ва дубора истифода шаванд. Илова бар ин, ин метавонад ба кам кардани бори экологӣ ва баланд бардоштани фоидаи иқтисодии он мусоидат кунад.
Барои санҷидани он, ки оё партовҳои холиси электрокерамикиро барои синтези сафоли муллит истифода бурдан мумкин аст, партовҳои холиси электрокерамики бо хокаҳои гилхок омехташуда ва партовҳои холиси электрокерамика ҳамчун ашёи хом муқоиса карда шуданд. Таъсири таркиби ашё ва ҳарорати агломератсия ба микроструктура ва физикӣ хосиятхои сафолии муллитй тахкик карда шуданд. XRD ва SEM барои омӯзиши таркиби фазаҳо ва микроструктура истифода шуданд.
Натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки миқдори муллит бо баланд шудани ҳарорати агломератсия зиёд мешавад ва дар айни замон зичии масса зиёд мешавад. Ашёи хом партовҳои холиси электрокерамикӣ мебошанд, бинобар ин, фаъолияти агломератсия бештар аст ва раванди синтеризатсияро суръат бахшидан мумкин аст ва зич низ зиёд мешавад. Вақте ки муллит танҳо аз партовҳои электрокерамика омода карда мешавад, зичии масса ва қувваи фишурда аз ҳама калонтар, ковокӣ хурдтарин аст ва хосиятҳои физикии ҳамаҷониба беҳтарин хоҳанд буд.
Бо назардошти зарурати алтернативаҳои камхарҷ ва аз ҷиҳати экологӣ тоза, бисёр кӯшишҳои тадқиқотӣ партовҳои гуногуни саноатиро ҳамчун маводи ибтидоӣ барои истеҳсоли сафоли муллит истифода бурданд. Усулҳои коркард, ҳарорати агломератсия ва иловаҳои кимиёвӣ баррасӣ карда шуданд. Усули анъанавии коркарди хатсайр, ки омехта, пресскунӣ ва реаксияи синтеризатсияи прекурсори муллитро дар бар мегирифт, бо сабаби соддагӣ ва камхарҷ усули маъмултарин буд. Гарчанде ки ин усул қодир аст, ки сафолҳои муллитии ковокро тавлид кунад, аммо гузориш дода шуд, ки пораҳои намоёни сафолии муллитӣ аз 50% камтар боқӣ мемонад. Аз тарафи дигар, рехтагарии яхкунӣ нишон дода шудааст, ки қодир ба истеҳсоли сафолии хеле ковоки муллитӣ бо ковокии намоёни 67%, ҳатто дар ҳарорати хеле баланди агломератсия 1500 °C мебошад. Баррасии ҳарорати агломератсия ва иловаҳои гуногуни кимиёвӣ, ки дар истеҳсоли муллит истифода мешаванд, гузаронида шуд. Барои истеҳсоли муллит ҳарорати агломератсия аз 1500 °C зиёд аст, зеро суръати реаксия дар байни Al2O3 ва SiO2 дар прекурсор баландтар аст. Бо вуҷуди ин, миқдори аз ҳад зиёди кремний, ки бо олудаҳо дар прекурсор алоқаманд аст, метавонад ба деформатсия ё обшавии намуна ҳангоми синтеризатсия дар ҳарорати баланд оварда расонад. Дар мавриди иловаҳои кимиёвӣ, CaF2, H3BO3, Na2SO4, TiO2, AlF3 ва MoO3 ҳамчун кӯмаки муассир барои паст кардани ҳарорати агломератсия гузориш дода шудаанд, дар ҳоле ки V2O5, Y2O3-допшудаи ZrO2 ва 3Y-PSZ метавонанд барои мусоидат ба зичшавии сафоли муллит истифода шаванд. Допинг бо иловаҳои кимиёвӣ аз қабили AlF3, Na2SO4, NaH2PO4·2H2O, V2O5 ва MgO ба афзоиши анизотропии мӯйҳои муллит мусоидат кард, ки дар натиҷа қувваи ҷисмонӣ ва устувории сафолҳои муллитро афзоиш дод.
Вақти интишор: 29 август-2023