14308

14308

بررسي اثر افزودني منيزيا و بورات آلومينيوم بر خواص فيزيكي و مكانيكي بدنه هاي كوراندوم - مولايتي

كارشناسي ارشد

سراميك

فروردين ماه 1394

فروردين ماه 1394

دكتر رحيم نقي زاده - دكتر حميدرضا رضايي

دكتر ابراهيم قاسمي

مواد و متالورژي

چكيده بدنه هاي كوراندوم- مولايتي از نظر ديرگدازي تحت بار ، مقاومت در برابر خزش و خوردگي اهميت فراواني را در صنعت دارند.به منظور بهبود در زينتر اين بدنه ها و همچنين كنترل ريزساختار از افزودني هاي مختلف استفاده مي گردد كه در اين تحقيق تاثير افزودن منيزيا و بورات آلومينيوم هركدام به تنهايي وسپس با هم بر روي استحكام خمشي و فشاري و آناليز فازي و ريزساختاري بعد از پخت مورد مطالعه قرار گرفته است. از آنجايي كه بورات آلومينيوم در دسترس نبود سنتز احتراقي آن با استفاده از نيترات آلومينيوم ، اسيد بوريك و سوخت گلايسين در نسبت سوخت به اكسيدان برابر يك در دماي C°400 انجام شد. براي تهيه كامپوزيت 60% وزني آلومينا و 40% وزني مولايت از 56 درصد وزني آلوميناي تبولار ، 20 درصد وزني آلوميناي گاما و24 درصد كائولن دياموند استفاده شد. پس از طي كردن مراحل مختلف مخلوط كردن، پرس كردن و خشك كردن، پخت نمونه ها در دماهاي مختلف C°1600-1400 انجام شد و سپس خواص مختلف اندازه گيري شد. در نمونه هاي بدون افزودني پس از پخت در C°1550 استحكام خمشي به حوالي MPa38 و فشاري به حوالي MPa100 و دانسيته نسبي به 88% با فازهاي كوراندوم و مولايت و فاز جزيي كوارتز رسيد.براي بهبود دانسيته افزودن مقادير% 5-1 وزني منيزيا و بورات آلومينيوم ومخلوط مساوي آنها بررسي شد.نتايج نشان داد كه با افزودن 5% وزني منيزيا استحكام خمشي به حدود MPa100 و فشاري به MPa165 و دانسيته نسبي به 91% رسيد كه ريزساختار و الگوي اشعه X و همچنين آناليز حرارتي DTA نمايشگر تشكيل و حضور اسپينل MgAl2O4علاوه بر فازهاي قبلي بود. با افزودن بورات آلومينيوم به تنهايي استحكام ها و دانسيته نسبي افت واضحي داشت كه به نظر مي رسد به دليل ديرگدازي فاز بورات آلومينيوم (نقطه ذوب C°1950) عمل زينتر به خوبي انجام نشده است ونتايج پراش اشعه X نيز حاكي از عدم تجزيه آن در دماهاي پخت بوده است.اما با افزودن همزمان منيزيا و بورات آلومينيم پس از پخت در دماي C°1550 استحكام خمشي به حدود MPa 115 و فشاري حدود MPa330 و دانسيته نسبي به حدود 5/95 % رسيد كه حاكي از زينتر مطلوب بدنه ها است. الگوي پراش اشعه X نيز نشان داد كه در اين نمونه ها فازهاي كوراندم و مولايت به همراه فاز بورات آلومينيم و فاز پيروپ (3MgO.Al2O3.3SiO2) واحتمالا بورات منيزيم (2MgO.B2O3) مي باشد.نتايج ريز ساختاري نمايشگر حضور سوزن هاي درهم تنيده طويل و كوتاه مولايت و احتمالا بورات آلومينيوم در بين ذرات كوراندوم مي باشد. واژه هاي كليدي: مولايت، كوراندوم، منيزيا ، بورات آلومينيوم، استحكام