30272

استفاده از سرباره كوره بلند در ساخت لعاب شيشه-سراميك سيستم CaO-MgO-Al2O3-SiO2

كارشناسي ارشد

مهندسي مواد و متالورژي-گرايش سراميك

1399

1402/7/12

آقاي دكتر بيژن افتخاري يكتا-آقاي دكتر حميدرضا رضايي

مهندسي مواد و متالورژي

پژوهش حاضر بر استفاده از سرباره كوره بلند در ساخت لعاب شيشه-سراميك سيستم CaO-MgO-Al2O3-SiO2 استوار است. تركيب اوليه لعاب از سيستم چند جزئي SiO2-Al2O3-CaO-MgO-Na2O-K2O-Cr2O3-Fe2O3-TiO2 انتخاب و با تغيير تركيب شيميايي ، اثر حذف عوامل جوانه‌زاي Cr2O3، Fe2O3 و TiO2 در حالات متفاوت، بر ساز و كار تبلور سيستم چهارتائي SiO2-Al2O3-CaO-MgO مورد بررسي قرار گرفت. به منظور بررسي و مشخصه‌يابي لعاب‌هاي شيشه-سراميك مربوطه از آزمون‌هاي افتراق حرارتي (DTA) ، پراش پرتو ايكس (XRD) ، ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) ، ميكروسختي ويكرز و سنجش ضريب انبساط حرارتي استفاده شد. عدد سختي و ضريب انبساط حرارتي نمونه‌هاي AR-Cr3Fe5Ti5 و AR-Cr3Fe5Ti5B5 به ترتيب 824±30Kgf/mm2 ، 771±30Kgf/mm2 ، 9.043*10-6 1/˚C و 8.79*10-6 1/˚C اندازه‌گيري شد. بررسي‌هاي صورت گرفته نشان داد كه استفاده همزمان از عوامل جوانه‌زاي مذكور با نسبتهاي 3 ، 5 و 5 مناسب‌ترين شرايط براي تهيه لعاب شيشه-سراميك محلول جامد دايوپسايد را فراهم نمود؛ همچنين، استفاده از 5درصد وزني B2O3 موجب كاهش دماي پخت لعاب بهينه از دماي 1180°C به 1150°C گرديد. بررسي‌هاي صورت گرفته به كمك SEM نشان داد كه لعاب بهينه فاقد جدايش فازي پايدار و فراپايدار مي‌باشد. به نظر مي‌رسد در لعاب‌هاي حاوي اكسيدهاي آهن و تيتانيوم، Cr2O3 به هنگام ذوب در شيشه اوليه حل شده و در حين سرد شدن تشكيل اسپينل محلول جامد حاوي منيزيم و كروم را مي‌دهد . اين فاز نقش جوانه‌زا را براي فاز نهائي ايفا مي‌نمايد.

1402/10/05

The application of blast furnace slag in the making of CaO-MgO-Al2O3-SiO2 glass-ceramic glaze

10/3/2024 12:00:00 AM

Current research is based on the utilization of blast furnace slag in the production of CaO-MgO-Al2O3-SiO2 glass-ceramic glaze. The initial composition of the glaze from the multicomponent system SiO2-Al2O3-CaO-MgO-Na2O-K2O-Cr2O3-Fe2O3-TiO2 was chosen, and by altering the chemical composition, the effect of removing Cr2O3, Fe2O3 and TiO2 nucleating agents in different states on the crystallization mechanism of the system was investigated. The quaternary SiO2-Al2O3-CaO-MgO structure was studied. To examine and characterize the various glass-ceramic glazes, differential thermal analysis (DTA), X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), Vickers microhardness, and thermal expansion coefficient measurements were employed. Investigations revealed that the simultaneous use of the aforementioned germinating agents in the ratios of 3, 5, and 5 provides the optimal conditions for the preparation of diopside solid solution glass-ceramic glaze. Furthermore, the addition of 5% B2O3 reduces the optimal firing temperature of the glaze from 1180° C to 1150° C. SEM investigations revealed that the optimal glaze does not have stable and metastable phase separation; it appears that in glazes containing iron and titanium oxides, Cr2O3 is dissolved in the primary glass during melting, and spinel forms a magnesium-containing solid solution during cooling. This phase acts as a nucleating agent for subsequent phases and contributes chromium.

لعاب شيشه-سراميك , سرباره كوره بلند , سيستم SiO2-Al2O3-CaO-MgO

glass-ceramic glaze , blast furnace slag , SiO2-Al2O3-CaO-MgO System

Malihe Sadat Mosavi

Dr.Bijan Eftekhari Yekta - Dr.Hamidreza Rezaei