Įrodyta, kad kai kurios pramoninės atliekos yra naudingos mullito keramikos gamyboje.Šiose pramoninėse atliekose gausu tam tikrų metalų oksidų, tokių kaip silicio dioksidas (SiO2) ir aliuminio oksidas (Al2O3).Dėl to atliekos gali būti naudojamos kaip pradinės medžiagos šaltinis mullito keramikai gaminti.Šio apžvalginio darbo tikslas – surinkti ir apžvelgti įvairius mullito keramikos ruošimo būdus, kuriuose kaip pradinė medžiaga buvo naudojamos įvairios pramoninės atliekos.Šioje apžvalgoje taip pat aprašomos sukepinimo temperatūros ir preparate naudojami cheminiai priedai bei jo poveikis.Šiame darbe taip pat buvo nagrinėjamas mullito keramikos, pagamintos iš įvairių pramoninių atliekų, mechaninio stiprumo ir šiluminio plėtimosi palyginimas.
Mulitas, paprastai vadinamas 3Al2O3∙2SiO2, yra puiki keraminė medžiaga dėl savo ypatingų fizinių savybių.Jis turi aukštą lydymosi temperatūrą, mažą šiluminio plėtimosi koeficientą, didelį stiprumą aukštoje temperatūroje ir turi atsparumą šiluminiam smūgiui ir šliaužimui [1].Šios nepaprastos šiluminės ir mechaninės savybės leidžia medžiagą naudoti tokiose srityse kaip ugniai atsparios medžiagos, krosnių baldai, katalizinių konverterių substratai, krosnių vamzdžiai ir šilumos skydai.
Mulitą galima rasti tik kaip negausų mineralų Mull saloje, Škotijoje [2].Dėl reto egzistavimo gamtoje visa pramonėje naudojama mullitinė keramika yra žmogaus sukurta.Buvo atlikta daug tyrimų ruošiant mulitinę keramiką naudojant skirtingus pirmtakus, pradedant pramoniniu/laboratoriniu cheminiu preparatu [3] arba natūraliais aliuminio silikatiniais mineralais [4].Tačiau šių pradinių medžiagų kaina yra brangi, nes jos yra sintezuojamos arba išgaunamos iš anksto.Daugelį metų mokslininkai ieško ekonomiškų alternatyvų mullito keramikai sintetinti.Taigi literatūroje buvo aprašyta daugybė mullito pirmtakų, gautų iš pramoninių atliekų. Šiose pramoninėse atliekose yra daug naudingo silicio dioksido ir aliuminio oksido, kurie yra pagrindiniai cheminiai junginiai, reikalingi mullito keramikai gaminti.Kiti šių pramoninių atliekų naudojimo pranašumai yra energijos ir sąnaudų taupymas, jei atliekos būtų nukreiptos ir panaudotos kaip inžinerinė medžiaga.Be to, tai taip pat galėtų padėti sumažinti aplinkos naštą ir padidinti jos ekonominę naudą.
Siekiant ištirti, ar grynos elektrokeramikos atliekos gali būti naudojamos mulito keramikai sintetinti, buvo palygintos grynos elektrokeramikos atliekos, sumaišytos su aliuminio oksido milteliais, ir grynos elektrokeramikos atliekos kaip žaliavos. Žaliavų sudėties ir sukepinimo temperatūros poveikis mikrostruktūrai ir fizikinei medžiagai. Ištirtos mulito keramikos savybės.XRD ir SEM buvo naudojami fazės sudėties ir mikrostruktūros tyrimui.
Rezultatai rodo, kad kylant sukepinimo temperatūrai didėja mulito kiekis, o kartu didėja ir tūrinis tankis.Žaliavos yra grynos elektrokeramikos atliekos, todėl sukepinimo aktyvumas yra didesnis, o sukepinimo procesas gali būti pagreitintas, taip pat padidėja tankis.Kai mulitas ruošiamas tik iš elektrokeramikos atliekų, tūrinis tankis ir gniuždymo stipris yra didžiausi, poringumas mažiausias, o visapusiškos fizinės savybės bus geriausios.
Dėl nebrangių ir aplinkai nekenksmingų alternatyvų poreikio daugelyje mokslinių tyrimų buvo naudojamos įvairios pramoninės atliekos kaip pradinė medžiaga mullito keramikai gaminti.Apžvelgti apdorojimo metodai, sukepinimo temperatūra ir cheminiai priedai.Tradicinis maršruto apdorojimo metodas, apimantis mullito pirmtako maišymą, presavimą ir reakcijos sukepinimą, buvo dažniausiai naudojamas metodas dėl jo paprastumo ir ekonomiškumo.Nors šiuo metodu galima pagaminti porėtą mullito keramiką, buvo pranešta, kad gaunamos mullito keramikos tariamasis poringumas nesiekia 50%.Kita vertus, buvo įrodyta, kad užšaldymo liejimas gali pagaminti labai porėtą mullito keramiką, kurios tariamasis poringumas yra 67%, net esant labai aukštai sukepinimo temperatūrai 1500 °C.Atlikta sukepinimo temperatūrų ir įvairių cheminių priedų, naudojamų mulito gamyboje, apžvalga.Mullito gamybai pageidautina naudoti aukštesnę nei 1500 °C sukepinimo temperatūrą dėl didesnio Al2O3 ir SiO2 pirmtako reakcijos greičio.Tačiau per didelis silicio dioksido kiekis, susijęs su priemaišomis pirmtake, gali sukelti mėginio deformaciją arba išsilydimą sukepinant aukštoje temperatūroje.Kalbant apie cheminius priedus, buvo pranešta, kad CaF2, H3BO3, Na2SO4, TiO2, AlF3 ir MoO3 veiksmingai padeda sumažinti sukepinimo temperatūrą, o V2O5, Y2O3 legiruotas ZrO2 ir 3Y-PSZ gali būti naudojami mullitinės keramikos tankinimui skatinti.Dopingas su cheminiais priedais, tokiais kaip AlF3, Na2SO4, NaH2PO4 · 2H2O, V2O5 ir MgO, paskatino anizotropinį mulito ūsų augimą, o tai vėliau padidino mulito keramikos fizinį stiprumą ir tvirtumą.
Paskelbimo laikas: 2023-08-29