18662

۱۸۶۶۲

بررسي اثر افزودن اكسيد فسفر بر رفتار تبلور و خواص فيزيكي و شيميايي شيشه هاي اپال فلوئوريدي

كارشناسي ارشد

سراميك

بهمن ۱۳۹۶

دكتر بيژن افتخاري يكتا

مواد و متالورژي

ازآنجايي‌كه مذاب شيشه‌هاي اپال فلوئوريدي به دليل تبخير شديد فلوئور سبب خوردگي و تخريب ديرگدازها و بروز مشكلات زيست‌محيطيمي‌شوند، در اين تحقيق اثر افزودن اكسيد فسفر و ساخت اپالهاي فلوئورو فسفاتي بررسي شد زيرااين‌گونه اپال ها داراي اثر مخرب كمتري بر ديرگدازها هستند. اپال كروله آمريكا كه يك نوع اپال مظروف بسيار باكيفيت است، به‌عنوان مبنا انتخاب شد و بررسي اثر تغييرات اكسيد فسفرو سپس اكسيد سديم (جهت كاهش گرانروي) بر آن انجام گرفت. چگاليشيشه‌ها در بازه g/cm3 52/2-39/2 قرار گرفت. مقاومت شيميايي نمونه‌ها تفاوت زيادي با يكديگر داشت به‌طوري‌كه ميزان خوردگي در بازه µg/cm2 363 براي نمونه D(%8/4 اكسيد فسفر- %95/2 اكسيد سديم) تا µg/cm23568 براي نمونه G(%2/1اكسيد فسفر- %95/6 اكسيد سديم) متغير بود كه بيانگر اثر اكسيد سديم و اكسيد فسفر مي‌باشد.آزمون‌هاي سفيد سنجي، XRD، SEM و EDX، ميكرو سختي سنجي و DTA انجام گرفت. نمونه D(%8/4 اكسيد فسفر- %95/2 اكسيد سديم)سفيدترين نمونه بود كه نشانگر اثر مثبت اكسيد فسفر در افزايش سفيدي است.ازآنجايي‌كه نمونه D به دليل گرانروي بسيار بالا قابل شكل‌دهي نبود به‌عنوان نمونه بهينه انتخاب نشد. شيشه داراي مناسب‌ترين گرانروي براي شكل‌دهي و درعين‌حال دارايمجموعه‌اي بهينه از تمام خواصموردنظر و بالاترين عدد سختي در آزمون ميكروويكرز (58/950)،به‌عنوان نمونه بهينه انتخاب شد. اين شيشه داراي %60/2 فلوئور، %2/1 اكسيد فسفرو %95/3 اكسيد سديم (نمونه H)بود. نتيجه نهايي اين است كه افزودن اكسيد فسفر سفيدي، گرانروي، دماي ذوب و سختي را افزايش مي‌دهد و اگر از 5/4 درصد وزني بيشتر شودآنگاهسازوكارغالب اپك شدن از جدايش فازي مايع-مايع به جوانه‌زني و رشد تغيير مي‌يابد. همچنين افزودن %7/6 اكسيد سديم ميزان سفيدي را به‌شدت كاهش مي‌دهد و سطح نمونه كاملاً شفاف باقي مي‌ماند. ميزان بهينه اكسيد سديم براي اين سيستم %93/3 مي‌باشد.

1397/01/26

4/15/2018 12:00:00 AM

Since the molten fluoride opal glass due to severe volatilization of fluorine, causes corrosion and destruction of kiln refractories and serious environmental problems, therefore this study investigates the effects of adding P2O5 and fabricating fluorophosphate opal glasses, because these kind of glasses have less corrosive effect on refractories.The American Corelle®which is a kind of high quality dinnerware, was chosen as the basis composition and the effect of adding P2O5 and Na2O (for reducing viscosity) was investigated. Density of glass samples was in the 2.39-2.52 g/cm3range. Chemical resistance of samples were very different with each other so that the amount of corrosion was various between 363 µg/cm2for sample D (4.8% P2O5 – 2.95% Na2O) and 3568 µg/cm2for sample G, this variety shows the effects of Na2O and P2O5. Tests of Colorimety, XRD, SEM, EDX, Vickers micro hardness, and DTA were performed. Sample D (4.8% P2O5 – 2.95% Na2O) with was the whitest one due to the high amount of P2O5. On the other hand sample D could not be selected as the optimum one, because of its excessively high viscosity that prevent forming. Finally the hardest sample (950.58 microvickers) with best amount of viscosity in forming process and superior properties was selected as the optimum one, which contained 2.60% fluorine, 1.2% P2O5 and 3.95% Na2O. As a result it was concluded that adding P2O5 increases whiteness, viscosity, melting point and hardness of the glass and if the amount of P2O5 reaches more than 4.5 wt. % the opalescence mechanism will alter from liquid-liquid phase separation (spinodal decomposition) to nucleation and growth mechanism. Also adding 6.7% Na2O intensely decreased whiteness of the samples and the surface of glasses remained transparent. The optimum amount of Na2O in this study was 3.93%.