بررسی مقایسه‌ای اثر افزودن نانو ذرات اکسید آهن و زیرکونیم بر ریزساختار و خواص دیرگدازهای MgO-CaO

نوع مقاله : یادداشت پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه صنعتی شریف تهران

2 دانشگاه شریف

3 آزاد اسلامی واحد نجف آباد

چکیده

استفاده از دیرگدازهای منیزیا- دولومایی به دلیل مقاومت به هیدراته شدن ضعیف در صنایع مختلف با محدودیت روبه رو شده است. در فعالیت حاضر اثر افزودن نانو ذرات اکسید آهن و زیرکونیم بر ریزساختار و مقاومت، به هیدراته شدن دیرگدازهای منیزیا- دولومایی مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور بررسی‌های ریزساختاری از میکروسکوپ الکترونی روبشی و به منظور بررسی‌های فاز ازآنالیز پراش اشعه ایکس استفاده شده است. نتایج نشان داد که استفاده از نانو ذرات اکسید آهن منجر به تشکیل فازهای با نقطه ذوب پایین از قبیل C2F ، C3A و CAF می‌شود. این فازها در دمای پخت نمونه‌ها به صورت فازمایع درآمده و دانه‌های منیزیا، کلسیا و مرزدانه ها را احاطه کرده و منجر به افزایش دانسیته، کاهش تخلخل‌ها و در نتیجه بهبود مقاومت به هیدراته شدن نمونه ها شده است. استفاده از نانوذرات اکسید زیرکونیم به واسطه تشکیل فاز زیرکونات کلسیم که در دمای زینتر نمونه‌ها به صورت جامد حضور داشته، منجر به افزایش مقاومت به هیدراته شدن نمونه‌ها شده‌است. نتایج نشان داد که نمونه‌های شامل نانو ذرات اکسید زیرکونیم در مقایسه با نمونه‌های شامل نانو ذرات اکسید آهن از مقاومت به هیدراته شدن بالاتری برخوردار می-باشند. نمونه (MC35F4Z2) دارای مقاومت به هیدراته شدن بالاتری نسبت به تمام نمونه‌های شامل نانو ذرات اکسید آهن و نمونه‌های شامل 2، 6،4% همچنین وزنی نانو ذرات زیرکونیا می‌باشد و به عنوان ترکیب بهینه انتخاب شده است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

A Comparative study of the Effect of Adding Iron and Zirconium Oxide Nanoparticles on Microstructure and Properties of MgO-CaO Refractories

نویسندگان [English]

  • salman ghasemi 1
  • ALI NEMATI 2
  • HASSAN GHEISARI DEHSHEIKH 3
1 SHARIf
2 SHARIF UNIVERSITY
3 ISLAMIZ AZAD UNIVERSITY NAJAF ABAD BRANCH
چکیده [English]

The use of magnesia-doloma refractories is restricted due to their poor hydration resistance in variety industrial applications. In this investigation the effect of nano-Fe2O3 and nano-ZrO2 addition on the microstructure and hydration resistance of magnesia-doloma refractories was investigated. SEM and XRD analysis were used to investigate the microstructure and phases. Results show that the using nano-Fe2O3 causes the formation of low melting phases such as C2F, C3A and CAF surrounding CaO, MgO grains and grain boundaries at the working temperature which increased the hydration resistance, density, and decreased the porosity. Using nano-ZrO2 led to the formation of CaZrO3 phase in solid state at the working temperature which increased the hydration resistance. The results also show that the samples containing nano-ZrO2 have high hydration resistance compared to samples with nano-Fe2O3. The MC35F4Z2 sample, showed the highest hydration resistance than all nano-Fe2O3 samples and samples which contained 2, 4 and 6 wt. % nano-ZrO2.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Magnesia-Doloma Refractory
  • Hydration
  • Nano-ZrO2
  • Nano-Fe2O3

مراجع

1. Kashaninia F., S.arpoolaky H., Naghizadeh R., Bagheri A.R., Zamanipour M., "Improving Hydration Resistance Of Magnesia-Doloma Refractories By Iron Oxide Addition", Iranian Journal Of Materials And Science & Engineering , Vol. 8, Issue 4, (2011).
2. Zhang H., Zhao H., Zhen J., Yu J., Nie J., "Defect Study of MgO-CaO Material doped With CeO2". Journal of the Advances in Materials Science and Engineering, Vol. 20, pp. 1-5, (2013).
3. Pang C., Li N., Han B., "Effect of zircon on sintering, composition and microstructure of magnesia powder". Journal of Science of Sintering, Vol. 41, pp. 11-17, (2009).
4. Yin H., Ma Y., Yan J., "Effect of MgO coating on hydration resistance of MgO-CaO clinkers". Journal of Materials Science Forum, Vol. 695, pp. 324-327, (2011).
5. Chen M., Lu C., Yu J., "Improvement in performance of MgO-CaO refractories by the addition of nano-sized ZrO2". Journal of the European Ceramic Society, Vol. 27, pp. 4633-4638, (2007).
6. Ghosh A., Tripathi H.S.,"Sintering behavior and hydration resistance of reactive dolomite". Journal of Ceramic International, Vol. 38, pp. 1315-1318, (2012).
7. Lee J., Cole H., Lee S., "Effect of Fe2O3 additions on the hydration resistance of CaO", Journal of Ceramic Processing Research, Vol. 13, Issue 5, pp. 646-650, (2012).
8. Suvorov S.A., Nazmiev M.I., Polovinkina R.S., Maryasev I.G.," Water- resists lime-magnesia clinker". Journal of Refractories and Industrial Ceramics, Vol. 47, Issue 5, pp 38-40, (2006).
9. Chen M., Wang N., Yu J., Yamaguchi A., "Effect of Porosity on Carbonation and Hydration of CaO Material". Journal of the European Ceramic Society, Vol. 27, pp. 1953-1959, (2007).
10. Khlebnikova Y., Zhukovskaya A.E., Seliovanova A.N., "Methods for determining hydration resistance of refractories". Journal of Refractories and Industrial Ceramics, Vol. 48, pp. 2-6, (2007).
11. Yeprem, " Effect of iron oxide addition on the hydration resistance and bulk density of doloma", Journal of the European Ceramic Society, Vol. 27, pp. 1651-1655, (2007).
12. Chester J. H., "Refractories production and properties", the metals society, (1983).
13. Ghosh A., Bhattacharay T.K., Mukherjee B., Das S.K., "The effect of CuO addition on the sintering of lime", Journal of Ceramic International, Vol. 27, pp. 201-203, (2011).
14. Ghosh A., Bhattacharay T.K., Mukherjee B., Das S.K., "Densification and properties of lime with V2O5 additions", Journal of Ceramic International, Vol. 30, pp. 2117-2120, (2004).
ارسال نظر در مورد این مقاله
CAPTCHA Image

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار