کیا خالص الیکٹرو سیرامکس فضلے کو ملائیٹ سیرامکس کی ترکیب کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے؟

کچھ صنعتی فضلہ ملائیٹ سیرامکس کی تیاری میں کارآمد ثابت ہوتے ہیں۔ یہ صنعتی فضلہ بعض دھاتی آکسائیڈز جیسے سیلیکا (SiO2) اور ایلومینا (Al2O3) سے بھرپور ہوتے ہیں۔ اس سے کچرے کو ملائیٹ سیرامکس کی تیاری کے لیے ابتدائی مادی ماخذ کے طور پر استعمال کرنے کی صلاحیت ملتی ہے۔ اس ریویو پیپر کا مقصد ملائیٹ سیرامکس کی تیاری کے مختلف طریقوں کو مرتب کرنا اور ان کا جائزہ لینا ہے جس میں مختلف قسم کے صنعتی فضلے کو ابتدائی مواد کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔ یہ جائزہ تیاری میں استعمال ہونے والے sintering کے درجہ حرارت اور کیمیائی اضافے اور اس کے اثرات کو بھی بیان کرتا ہے۔ اس کام میں مختلف صنعتی فضلہ سے تیار کردہ ملیٹ سیرامکس کی مکینیکل طاقت اور تھرمل توسیع دونوں کا موازنہ بھی کیا گیا۔

ملائیٹ، جسے عام طور پر 3Al2O3∙2SiO2 کہا جاتا ہے، اپنی غیر معمولی جسمانی خصوصیات کی وجہ سے ایک بہترین سیرامک ​​مواد ہے۔ اس میں زیادہ پگھلنے والا نقطہ ہے، تھرمل توسیع کا کم گتانک، اعلی درجہ حرارت پر اعلی طاقت، اور تھرمل جھٹکا اور رینگنے کی مزاحمت دونوں کے مالک ہیں [1]۔ یہ غیر معمولی تھرمل اور مکینیکل خصوصیات مواد کو استعمال کرنے کے قابل بناتی ہیں جیسے کہ ریفریکٹریز، بھٹے کے فرنیچر، کیٹلیٹک کنورٹرز کے لیے سبسٹریٹس، فرنس ٹیوب، اور ہیٹ شیلڈز۔

ملائٹ صرف قلیل معدنیات کے طور پر مل آئی لینڈ، سکاٹ لینڈ میں پایا جا سکتا ہے [2]۔ فطرت میں اس کے نایاب وجود کی وجہ سے، صنعت میں استعمال ہونے والے تمام ملائیٹ سیرامکس انسان کے بنائے ہوئے ہیں۔ صنعتی/لیبارٹری گریڈ کیمیکل [3] یا قدرتی طور پر پائے جانے والے ایلومینوسیلیکیٹ معدنیات [4] سے شروع ہونے والے مختلف پیشروؤں کا استعمال کرتے ہوئے ملائیٹ سیرامکس تیار کرنے کے لیے کافی تحقیق کی گئی ہے۔ تاہم، ان ابتدائی مواد کی قیمت مہنگی ہے، جو پہلے سے ہی ترکیب شدہ یا کان کنی کی جاتی ہیں۔ برسوں سے، محققین ملائیٹ سیرامکس کی ترکیب کے لیے اقتصادی متبادل تلاش کر رہے ہیں۔ لہٰذا، ادب میں صنعتی فضلہ سے حاصل ہونے والے متعدد ملائیٹ پیشگیوں کی اطلاع دی گئی ہے۔ ان صنعتی فضلات میں مفید سلیکا اور ایلومینا کی زیادہ مقدار ہوتی ہے، جو کہ ملائیٹ سیرامکس بنانے کے لیے ضروری کیمیائی مرکبات ہیں۔ ان صنعتی فضلات کو استعمال کرنے کے دیگر فوائد توانائی اور لاگت کی بچت ہیں اگر فضلہ کو انجنیئرنگ مواد کے طور پر موڑ کر دوبارہ استعمال کیا جائے۔ مزید برآں، اس سے ماحولیاتی بوجھ کو کم کرنے اور اس کے معاشی فائدے کو بڑھانے میں بھی مدد مل سکتی ہے۔

یہ جانچنے کے لیے کہ آیا خالص الیکٹرو سیرامکس فضلے کو ملائیٹ سیرامکس کی ترکیب کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے، ایلومینا پاؤڈر کے ساتھ ملا ہوا خالص الیکٹرو سیرامکس فضلہ اور خام مال کے طور پر خالص الیکٹرو سیرامکس فضلے کا موازنہ کیا گیا۔ ملائٹ سیرامک ​​کی خصوصیات کی تحقیقات کی گئیں۔ XRD اور SEM کا استعمال فیز کمپوزیشن اور مائیکرو اسٹرکچر کا مطالعہ کرنے کے لیے کیا گیا تھا۔

نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ سنٹرنگ درجہ حرارت میں اضافے کے ساتھ ملائیٹ کے مواد میں اضافہ ہوتا ہے، اور اسی وقت بلک کثافت بڑھ جاتی ہے۔ خام مال خالص الیکٹرو سیرامکس فضلہ ہیں، اس طرح sintering کی سرگرمی زیادہ ہے، اور sintering کے عمل کو تیز کیا جا سکتا ہے، اور کثافت بھی بڑھ جاتی ہے. جب ملائیٹ کو صرف الیکٹرو سیرامکس کے فضلے سے تیار کیا جاتا ہے، تو بلک کثافت اور کمپریسیو طاقت سب سے بڑی ہوتی ہے، پورسٹی سب سے چھوٹی ہوتی ہے، اور جامع جسمانی خصوصیات بہترین ہوں گی۔

کم لاگت اور ماحول دوست متبادل کی ضرورت کے پیش نظر، بہت سی تحقیقی کوششوں نے ملائیٹ سیرامکس تیار کرنے کے لیے مختلف قسم کے صنعتی فضلے کو ابتدائی مواد کے طور پر استعمال کیا ہے۔ پروسیسنگ کے طریقوں، sintering درجہ حرارت، اور کیمیائی additives کا جائزہ لیا گیا ہے. روٹ پراسیسنگ کا روایتی طریقہ جس میں ملائیٹ پیشگی کو مکس کرنا، دبانا اور رد عمل کی سنٹرنگ شامل تھی اپنی سادگی اور لاگت کی تاثیر کی وجہ سے سب سے زیادہ استعمال ہونے والا طریقہ تھا۔ اگرچہ یہ طریقہ غیر محفوظ ملائیٹ سیرامکس تیار کرنے کے قابل ہے، لیکن نتیجے میں ملائیٹ سیرامک ​​کی ظاہری پورسیٹیز 50٪ سے نیچے رہنے کی اطلاع ہے۔ دوسری طرف، منجمد کاسٹنگ 1500 °C کے بہت زیادہ سنٹرنگ درجہ حرارت پر بھی، 67% کی ظاہری پوروسیٹی کے ساتھ، انتہائی غیر محفوظ ملائیٹ سیرامک ​​پیدا کرنے کے قابل دکھایا گیا تھا۔ sintering کے درجہ حرارت اور mullite کی پیداوار میں استعمال ہونے والے مختلف کیمیائی additives کا جائزہ لیا گیا تھا. ملائیٹ کی پیداوار کے لیے 1500 °C سے اوپر کا سنٹرنگ درجہ حرارت استعمال کرنا ضروری ہے، کیونکہ پیشگی میں Al2O3 اور SiO2 کے درمیان زیادہ رد عمل کی شرح کی وجہ سے۔ تاہم، پیشگی میں نجاست کے ساتھ منسلک حد سے زیادہ سلیکا مواد اعلی درجہ حرارت کے سنٹرنگ کے دوران نمونے کی خرابی یا پگھلنے کا باعث بن سکتا ہے۔ جہاں تک کیمیائی اضافے کا تعلق ہے، CaF2، H3BO3، Na2SO4، TiO2، AlF3، اور MoO3 کو سنٹرنگ درجہ حرارت کو کم کرنے میں ایک مؤثر امداد کے طور پر رپورٹ کیا گیا ہے جبکہ V2O5، Y2O3-doped ZrO2 اور 3Y-PSZ کو ملائیٹ سیرامکس کی کثافت کو فروغ دینے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ AlF3، Na2SO4، NaH2PO4·2H2O، V2O5، اور MgO جیسے کیمیائی اضافی اشیاء کے ساتھ ڈوپنگ نے ملائیٹ سرمکس کی انیسوٹروپک نشوونما میں مدد کی، جس نے بعد میں ملائیٹ سیرامکس کی جسمانی طاقت اور سختی کو بڑھایا۔