19616

۱۹۶۱۶

بررسي تأثير بورات آلومينيم و اكسيد مس بر ريز ساختار و خواص مكانيكي چيني سخت

كارشناسي ارشد

سراميك

۱۳۹۴-۱۳۹۷

۱۳۹۷/۰۸/۰۶

دكتر فرهاد گلستاني فرد - دكتر رحيم نقي زاده

دكتر علي بيت اللهي

مواد و متالورزي

پرسلان‌هاي آلومينايي كه با جاي‌گزيني بخشي از سيليس با آلومينا حاصل مي‌شوند، داراي استحكام، مقاومت شيميايي و مقاومت حرارتي بالاتري نسبت به پرسلان‌هاي متداول هستند. در اين مطالعه اثر دو افزودني بورات آلومينيوم و اكسيد مس بر ريزساختار، آناليز فازي، خواص فيزيكي و مكانيكي پرسلان آلومينايي مورد بررسي قرار گرفت. بورات آلومينيوم به دليل دارا بودن خواص شبه مولايتي و با مكانيزم تشكيل محلول جامد با مولايت همچنين رسوب بورات آلومينوم با مورفولوژي سوزني و تشكيل بورن مولايت منجر به بهبود استحكام مي‌شود ولي با وجود تركيب 2Al2O3.B2O3 با پايداري حرارتي كم، ميزان فاز مذاب افزايش و ويسكوزيته‌ي آن كاهش مي‌‌يابد به همين دليل در دماهاي بالا با افزايش فاز آمورف نسبت به فازهاي بلورين(مولايت)، استحكام بدنه كاهش و ميزان جذب آب بهبود مي‌يابد. با افزودنن 5%وزني بورات آلومينيوم، استحكام نمونه‌ نسبت به نمونه‌ي فاقد افزودني در دماي پخت oC1380 از MPa79 به MPa88 در دماي oC1300 افزايش يافته است. با افزودن اكسيد مس، به دليل انحلال يون مس و تشكيل شيشه‌ي سيليكاتي مس، محلول جامد كوارتز-مس، مولايت‌زايي كاهش و ترك‌هاي ريز بسياري در اطراف ذرات كوارندوم نيز مشاهده شده است. افزودن همزمان دو افزودني منجر به بهبود خواص فيزيكي مي‌شود ولي اثرات منفي شيشه‌ي سيليكاتي حاوي مس همچنان در خواص مكانيكي و ريزساختار مشهود است. واژه‌هاي كليدي: چيني سخت- آلومينا-بورات آلومينيوم-اكسيد مس-پرسلان.

1397/08/14

Investigation on the effect of Aluminium borate and Copper oxide on microstructure and mechanical propertieis of hard porcelain

10/28/2019 12:00:00 AM

Alumina porcelains which are created from the replacement of silica with calcined alumina as filler in three axial bodies, enhances the mechanical strength, chemical and thermal resistance, and ofcourse the sintering temperature goes higher than conventional porcelains. In the present work the effect of aluminum borate and Copper oxide addition on the physical and mechanical properties and microstructure of hard porcelain were studied. The phase analysis and microstructure were surveyed by using X-Ray powder diffraction and scanning electron microscopy. The results are shown that some mechanisms including, Aluminum borate-Mullite solid solution, aluminum borate needle like morphology and boron-mullite formation increased the mechanical strength. Adding 5wt% aluminum borate enhanced the mechanical strength from 79MPa at 1380oC to 88MPa at 1300oC. addition of copper oxide due to copper-silicate glass formation, and quartz-copper solid solution decreased the mullite formation and some fine cracks around the Corundum particles were observed. The simultaneous addition of copper oxide and aluminum borate improved the physical proprties, but the distructive effects of copper-silicate glass was evident in the mechanical properties and microstructure. Key words: Hard porcelain, Alumina, Aluminum borate, copper oxide, strength.