11843

11843

بررسي تاثير نوع زمينه بر خواص فيزيكي و شيميايي ديرگداز بر پايه منيزيا – زيركونات كلسيم به كار رفته در كوره دوار سيمان

كارشناسي ارشد

مواد - سراميك

اسفندماه 1391

اسفندماه 1391

دكتر رحيم نقي زاده - دكتر حميدرضارضايي

دكتر محمد باوند وندچالي

چكيده در كار حاضر، تاثير زيركونات كلسيم سنتزي بر خواص فيزيكي ديرگدازهاي منيزيايي، مورد بررسي قرار گرفته است. فرمولاسيون نمونه ها از منيزياي دانه بندي شده و پودر زيركونات كلسيم تهيه گرديد. جهت سنتز زيركونات كلسيم به روش سراميكي، از دو فرمولاسيون استفاده شد. فرمول اول شامل مخلوطي از كربنات كلسيم- زيركونيا با نسبت مولي يك به يك و فرمول دوم شامل مخلوطي از دولوميت- زيركونيا با نسبت مولي يك به يك آماده شده و در محيط آبي، كاملاً هموژن گرديد. پودر حاصل از خشك شدن دوغاب به صورت نمونه هاي استوانه اي شكل پرس گرديد و در چهار دماي 1300، 1400، 1500 و c° 1670 پخت شد. مطالعه¬ي فازي با كمك روش آناليز پراش اشعه¬ي x و ريزساختاري به وسيله¬ي دستگاه SEM(EDS) صورت گرفت. فاز اصلي در نمونه ها، زيركونات كلسيم بود. با افزايش دما، پيك مربوط به فاز زيركونيا ناپديد شده و پيك مربوط به زيركونياي پايدار شده با كلسيا ظاهر گرديد. آناليز فازي و ريزساختاري نشان داد كه فازهاي نهايي در نمونه ZC1670 شامل CaZrO3 و Ca0.15Zr0.85O1.85 و در نمونه ZD1670 شامل CaZrO3 ، Ca0.15Zr0.85O1.85 و MgO بوده و اثري از CaO آزاد در اين نمونه ها يافت نشد كه بيان گر مناسب بودن هر دو نمونه براي سنتز زيركونات كلسيم مي باشد. در ادامه، فرمول پايه¬ي ديرگداز منيزيايي در نظر گرفته شد و جايگزيني پودر زيركونات كلسيم كد ZC1670 به جاي پودر منيزيا از صفر تا 30 درصد با افزايش 5 درصدي در هر مرحله انجام شد. تعداد 7 فرمول آماده شد و به صورت نمونه هاي استوانه اي شكل پرس گرديد و پخت نمونه ها در دماي c° 1700 در كوره¬ي تونلي انجام شد. خواص فيزيكي و مقاومت فشاري نمونه ها اندازه گيري شد و كدهاي MZ، MZ10، MZ15 و MZ20 انتخاب گرديد. ساخت آجر با ابعاد 230*114*76 ميليمتر از كدهاي انتخابي انجام شده و در دماي c° 1700 پخت گرديد. مطالعات فازي و ريزساختاري و اندازه گيري خواصي هم چون دانسيته¬ي بالك و ظاهري، درصد تخلخل ظاهري، استحكام فشاري سرد، استحكام خمشي گرم و شوك پذيري آجرها انجام شد. فازهاي اصلي موجود در نمونه ها، پريكلاز و زيركونات كلسيم بود. به علت اختلاف در ضريب انبساط حرارتي اين دو فاز، ترك هاي ريز در مرز دانه هاي MgO و CaZrO3 نمايان شده و باعث كاهش استحكام فشاري سرد و بهبود شوك پذيري گرديده است. ضمناً، استفاده از زيركونات كلسيم سنتزي خلوص بالا باعث كاهش زينتر پذيري نمونه ها گرديده و بر خواصي هم چون درصد تخلخل اثر منفي گذاشته است. نتايج نشان داد كه با افزايش درصد زيركونات كلسيم، دانسيته¬ي بالك، دانسيته¬ي ظاهري و درصد تخلخل ظاهري افزايش يافته و استحكام فشاري سرد و استحكام خمشي گرم كاهش مي يابد و مقاومت به شوك حرارتي نمونه ها نيز با افزايش همراه است.