Ang ilang mga basurang pang-industriya ay ipinapakita na kapaki-pakinabang sa paggawa ng mullite ceramics. Ang mga basurang pang-industriya ay mayaman sa ilang mga metal oxide tulad ng silica (SiO2) at alumina (Al2O3). Nagbibigay ito sa mga basura ng potensyal na magamit bilang panimulang mapagkukunan ng materyal para sa paghahanda ng mullite ceramics. Ang layunin ng papel na ito sa pagsusuri ay upang tipunin at suriin ang iba't ibang mga pamamaraan ng paghahanda ng mullite ceramics na gumamit ng iba't ibang mga basurang pang-industriya bilang panimulang materyales. Inilalarawan din ng pagsusuring ito ang mga temperatura ng sintering at mga kemikal na additives na ginagamit sa paghahanda at ang mga epekto nito. Ang paghahambing ng parehong mekanikal na lakas at thermal expansion ng mga iniulat na mullite ceramics na inihanda mula sa iba't ibang mga basurang pang-industriya ay tinalakay din sa gawaing ito.
Ang Mullite, na karaniwang tinutukoy bilang 3Al2O3∙2SiO2, ay isang mahusay na ceramic material dahil sa pambihirang pisikal na katangian nito. Ito ay may mataas na punto ng pagkatunaw, mababang koepisyent ng thermal expansion, mataas na lakas sa mataas na temperatura, at nagtataglay ng parehong thermal shock at creep resistance [1]. Ang mga pambihirang thermal at mekanikal na katangian na ito ay nagbibigay-daan sa materyal na magamit sa mga aplikasyon tulad ng refractory, muwebles ng tapahan, mga substrate para sa mga catalytic convertor, furnace tube, at heat shield.
Ang Mullite ay matatagpuan lamang bilang mahirap na mineral sa Mull Island, Scotland [2]. Dahil sa bihirang pag-iral nito sa kalikasan, ang lahat ng mullite ceramics na ginagamit sa industriya ay gawa ng tao. Maraming pananaliksik ang ginawa upang maghanda ng mga mullite ceramics gamit ang iba't ibang mga precursor, simula alinman sa pang-industriya/laboratory grade chemical [3] o natural na nagaganap na mga aluminosilicate na mineral [4]. Gayunpaman, ang halaga ng mga panimulang materyales na ito ay mahal, na na-synthesize o mina muna. Sa loob ng maraming taon, naghahanap ang mga mananaliksik ng mga matipid na alternatibo upang mag-synthesize ng mullite ceramics. Kaya naman, maraming mullite precursors na nagmula sa mga basurang pang-industriya ang naiulat sa panitikan. Ang mga pang-industriyang basurang ito ay may mataas na nilalaman ng kapaki-pakinabang na silica at alumina, na mga mahahalagang kemikal na compound na kailangan upang makagawa ng mullite ceramics. Ang iba pang benepisyo ng paggamit ng mga pang-industriyang basurang ito ay ang pagtitipid ng enerhiya at gastos kung ang mga basura ay inililihis at muling ginamit bilang isang materyal na pang-inhinyero. Higit pa rito, makakatulong din ito upang mabawasan ang pasanin sa kapaligiran at mapahusay ang pakinabang nito sa ekonomiya.
Upang maimbestigahan kung ang purong electroceramics na basura ay maaaring gamitin upang synthesize ang mullite ceramics, ang purong electroceramics na basura na hinaluan ng alumina powders at ang purong electroceramics na basura bilang hilaw na materyales ay inihambing. Ang mga epekto ng raw materials'composition at sintering temperature sa microstructure at physical ang mga katangian ng mullite ceramic ay sinisiyasat. Ang XRD at SEM ay ginamit upang pag-aralan ang komposisyon ng bahagi at microstructure.
Ang mga resulta ay nagpapakita na ang nilalaman ng mullite ay nadagdagan sa pagtaas ng sintering temperatura, at sa parehong oras ang bulk density ay tumataas. Ang mga hilaw na materyales ay ang purong electroceramics na basura, kaya ang aktibidad ng sintering ay mas malaki, at ang proseso ng sintering ay maaaring mapabilis, at ang density ay tumaas din. Kapag ang mullite ay inihanda lamang ng mga electroceramics na basura, ang bulk density at compressive strength ay pinakamalaki, ang porosity ay pinakamaliit, at ang komprehensibong pisikal na mga katangian ang magiging pinakamahusay.
Dahil sa pangangailangan para sa mga alternatibong mura at environment friendly, maraming pagsisikap sa pagsasaliksik ang gumamit ng iba't ibang basurang pang-industriya bilang panimulang materyales upang makagawa ng mullite ceramics. Ang mga pamamaraan ng pagproseso, mga temperatura ng sintering, at mga additives ng kemikal ay nasuri. Ang tradisyunal na paraan ng pagpoproseso ng ruta na kinasasangkutan ng paghahalo, pagpindot, at reaction sintering ng mullite precursor ay ang pinakakaraniwang ginagamit na paraan dahil sa pagiging simple nito at pagiging epektibo sa gastos. Bagama't ang pamamaraang ito ay nakakagawa ng porous mullite ceramics, ang maliwanag na porosities ng resultang mullite ceramic ay iniulat na manatili sa ibaba 50%. Sa kabilang banda, ipinakita ang freeze casting na makakagawa ng mataas na porous na mullite ceramic, na may maliwanag na porosity na 67%, kahit na sa napakataas na temperatura ng sintering na 1500 °C. Ang isang pagsusuri ng mga temperatura ng sintering at iba't ibang mga kemikal na additives na ginamit sa paggawa ng mullite ay isinagawa. Ito ay kanais-nais na gumamit ng sintering na temperatura na higit sa 1500 °C para sa mullite production, dahil sa mas mataas na rate ng reaksyon sa pagitan ng Al2O3 at SiO2 sa precursor. Gayunpaman, ang labis na nilalaman ng silica na nauugnay sa mga impurities sa precursor ay maaaring humantong sa sample na deformation o meltdown sa panahon ng high-temperature sintering. Tulad ng para sa mga kemikal na additives, ang CaF2, H3BO3, Na2SO4, TiO2, AlF3, at MoO3 ay naiulat bilang isang epektibong tulong sa pagpapababa ng temperatura ng sintering habang ang V2O5, Y2O3-doped ZrO2 at 3Y-PSZ ay maaaring gamitin upang isulong ang densification para sa mullite ceramics. Ang doping na may mga kemikal na additives tulad ng AlF3, Na2SO4, NaH2PO4·2H2O, V2O5, at MgO ay tumulong sa anisotropic na paglaki ng mullite whiskers, na kasunod na nagpahusay sa pisikal na lakas at tigas ng mullite ceramics.
Oras ng post: Ago-29-2023