بررسی مقایسه‌ای اثر افزودن نانو ذرات اکسید آهن و زیرکونیم بر ریزساختار و خواص دیرگدازهای MgO-CaO

مهندسی متالورژی و مواد

مقاله 1، دوره 28، شماره 2 - شماره پیاپی 16، شهریور 1396، صفحه 123-136   

نوع مقاله: یادداشت پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/ma.v28i2.49419

نویسندگان

سلمان قاسمی^{* 1}؛ علی نعمتی²؛ حسن قیصری ده شیخ³

¹دانشگاه صنعتی شریف تهران

²دانشگاه شریف

³آزاد اسلامی واحد نجف آباد

چکیده

استفاده از دیرگدازهای منیزیا- دولومایی به دلیل مقاومت به هیدراته شدن ضعیف در صنایع مختلف با محدودیت روبه رو شده است. در فعالیت حاضر اثر افزودن نانو ذرات اکسید آهن و زیرکونیم بر ریزساختار و مقاومت، به هیدراته شدن دیرگدازهای منیزیا- دولومایی مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور بررسی‌های ریزساختاری از میکروسکوپ الکترونی روبشی و به منظور بررسی‌های فاز ازآنالیز پراش اشعه ایکس استفاده شده است. نتایج نشان داد که استفاده از نانو ذرات اکسید آهن منجر به تشکیل فازهای با نقطه ذوب پایین از قبیل C2F ، C3A و CAF می‌شود. این فازها در دمای پخت نمونه‌ها به صورت فازمایع درآمده و دانه‌های منیزیا، کلسیا و مرزدانه ها را احاطه کرده و منجر به افزایش دانسیته، کاهش تخلخل‌ها و در نتیجه بهبود مقاومت به هیدراته شدن نمونه ها شده است. استفاده از نانوذرات اکسید زیرکونیم به واسطه تشکیل فاز زیرکونات کلسیم که در دمای زینتر نمونه‌ها به صورت جامد حضور داشته، منجر به افزایش مقاومت به هیدراته شدن نمونه‌ها شده‌است. نتایج نشان داد که نمونه‌های شامل نانو ذرات اکسید زیرکونیم در مقایسه با نمونه‌های شامل نانو ذرات اکسید آهن از مقاومت به هیدراته شدن بالاتری برخوردار می-باشند. نمونه (MC35F4Z2) دارای مقاومت به هیدراته شدن بالاتری نسبت به تمام نمونه‌های شامل نانو ذرات اکسید آهن و نمونه‌های شامل 2، 6،4% همچنین وزنی نانو ذرات زیرکونیا می‌باشد و به عنوان ترکیب بهینه انتخاب شده است.

کلیدواژه‌ها

دیرگداز منیزیا-دولومایی؛ هیدراته شدن؛ نانو ذرات اکسید زیرکونیم؛ نانو ذرات اکسید آهن

مراجع

1. Kashaninia F., S.arpoolaky H., Naghizadeh R., Bagheri A.R., Zamanipour M., "Improving Hydration Resistance Of Magnesia-Doloma Refractories By Iron Oxide Addition", Iranian Journal Of Materials And Science & Engineering , Vol. 8, Issue 4, (2011).

2. Zhang H., Zhao H., Zhen J., Yu J., Nie J., "Defect Study of MgO-CaO Material doped With CeO2". Journal of the Advances in Materials Science and Engineering, Vol. 20, pp. 1-5, (2013).

3. Pang C., Li N., Han B., "Effect of zircon on sintering, composition and microstructure of magnesia powder". Journal of Science of Sintering, Vol. 41, pp. 11-17, (2009).

4. Yin H., Ma Y., Yan J., "Effect of MgO coating on hydration resistance of MgO-CaO clinkers". Journal of Materials Science Forum, Vol. 695, pp. 324-327, (2011).

5. Chen M., Lu C., Yu J., "Improvement in performance of MgO-CaO refractories by the addition of nano-sized ZrO2". Journal of the European Ceramic Society, Vol. 27, pp. 4633-4638, (2007).

6. Ghosh A., Tripathi H.S.,"Sintering behavior and hydration resistance of reactive dolomite". Journal of Ceramic International, Vol. 38, pp. 1315-1318, (2012).

7. Lee J., Cole H., Lee S., "Effect of Fe2O3 additions on the hydration resistance of CaO", Journal of Ceramic Processing Research, Vol. 13, Issue 5, pp. 646-650, (2012).

8. Suvorov S.A., Nazmiev M.I., Polovinkina R.S., Maryasev I.G.," Water- resists lime-magnesia clinker". Journal of Refractories and Industrial Ceramics, Vol. 47, Issue 5, pp 38-40, (2006).

9. Chen M., Wang N., Yu J., Yamaguchi A., "Effect of Porosity on Carbonation and Hydration of CaO Material". Journal of the European Ceramic Society, Vol. 27, pp. 1953-1959, (2007).

10. Khlebnikova Y., Zhukovskaya A.E., Seliovanova A.N., "Methods for determining hydration resistance of refractories". Journal of Refractories and Industrial Ceramics, Vol. 48, pp. 2-6, (2007).

11. Yeprem, " Effect of iron oxide addition on the hydration resistance and bulk density of doloma", Journal of the European Ceramic Society, Vol. 27, pp. 1651-1655, (2007).

12. Chester J. H., "Refractories production and properties", the metals society, (1983).

13. Ghosh A., Bhattacharay T.K., Mukherjee B., Das S.K., "The effect of CuO addition on the sintering of lime", Journal of Ceramic International, Vol. 27, pp. 201-203, (2011).

14. Ghosh A., Bhattacharay T.K., Mukherjee B., Das S.K., "Densification and properties of lime with V2O5 additions", Journal of Ceramic International, Vol. 30, pp. 2117-2120, (2004).