20881

20881

بررسي تاثير پوشش‌هاي تيتانيوم‌دار بر مقاومت اكسيداسيوني گرافيت

كارشناسي ارشد

سراميك

1395

1398/3/1

دكتر نقي زاده - دكتر رضايي

مواد و متالورژي

براي غلبه بر مشكلات آب‌گريزي و اكسيد شدن گرافيت در جرم‌هاي ريختني، پوشش‌هاي TiCو TiN با ترشوندگي بهتر استفاده از تيتانيوم و اكسيد تيتانيوم بر سطح ذرات گرافيت با روش نسبتا جديد سنتز دما پايين نمك مذاب تهيه شد. شرايط تهيه پوشش به وسيله پارامترهاي مختلفي از جمله دماي سنتز و نسبت مولي تيتانيوم و اكسيد تيتانيوم به گرافيت بهينه سازي شد. پوشش همگن TiC بر سطح گرافيت با عمليات حرارتي در مخلوط نمك‌هاي كلريد پتاسيوم و كلريد ليتيوم در دماي 950-850 درجه سانتي‌گراد به مدت 4ساعت تهيه شد. به همين ترتيب با جايگزيني بخشي از تيتانيوم با اكسيد تيتانيوم با نسبت (1/3 = Ti/TiO2 ) در دماي 950 درجه سانتي‌گراد و نسبت (1/2 = Ti/TiO2 ) در دماي 1050 درجه سانتي گراد در همان شرايط نمك، پوشش همگني ايجاد شد. پوشش يكنواخت TiN بر سطح گرافيت نيز در دماي 1100 درجه سانتي‌گراد باعمليات حرارتي در مخلوط نمك‌هاي كلريد پتاسيوم و كلريد ليتيوم تهيه شد. ذرات گرافيت پوشش داده شده مورفولوژي و اندازه گرافيت اوليه را حفظ كردند كه نشان دهنده تشكيل پوشش در نمك مذاب توسط سازكار رشد الگودار بود. رفتار ترشوندگي با آب و پراكندگي در آب گرافيت با پوشش نسبت به گرافيت اوليه با آزمون رسوب گذاري و رفتار رئولوژي مورد بررسي قرار گرفت. با تشكيل گروه هاي هيدروفيل Ti-O در سطح ذرات گرافيت، آن‌ها قادر به ترشدن با آب و پراكندگي بهتر در آب شدند. علاوه بر اين آناليز حرارتي گرافيت هاي پوشش داده شده نشان داد كه پوشش باعث بهبود مقاومت به اكسيداسيون گرافيت مي‌شود. به طوري كه پوشش TiC و TiN باعث به تاخير افتادن اكسيداسيون گرافيت مي‌گردند.

1398/04/15

Investigating the effect of titanium-containing coatings on graphite oxidation resistance

5/21/2020 12:00:00 AM

To overcome the problems caused by the hydrophobic and oxidation properties of graphite in castable refractories, TiC and TiN coatings with modified wettability using Ti and TiO2 on graphite particles were synthesized by low temprature molten-salt method. Coating preparation conditions were optimized by varying processing parameters including temprature of synthesis and molar ratio of Ti and TiO2 to graphite. Homogeneous TiC coating on graphite surface was prepared using firing of the mixture of KCl and LiCl salts in 850-950 ℃ during 4 hours. Using partly replacement of TiO2 with Ti with molar ratio of (Ti/Tio2= 3.1) in 950 ℃ and molar ratio of (Ti/TiO2= 2.1) in 1050 ℃ in the same condition, a homogeneous coating was observed. Homogeneous TiN coating on the surface of graphite in 1100 ℃ was prepared with heat treatment of the mixture of the KCl and LiCl salts. The coated graphite particles had the morphology and size of the primary graphite which represents the formation of coating in molten salt with a template growth of the particles. Wettablity behavior with water and dispertion in water of the coated graphite was compared with primary graphite using sedimentation test and reology behavior. With the formation of hydrophilic Ti-O groups on graphite particles, the wettability and dispersion properties in water was improved. Moreover, TGA of coated graphite showed that the coating improved the resistance of oxidation of the graphite powder. The formation of TiC and TiN shift the oxidation of the graphite powder to higher tempratures.