En del industriavfall har visat sig vara användbart vid framställning av mullitkeramik.Detta industriavfall är rikt på vissa metalloxider som kiseldioxid (SiO2) och aluminiumoxid (Al2O3).Detta ger avfall potentialen att användas som utgångsmaterial för beredning av mullitkeramik.Syftet med detta översiktsdokument är att sammanställa och granska olika beredningsmetoder för mullitkeramik som använde en mängd olika industriavfall som utgångsmaterial.Denna recension beskriver också sintringstemperaturerna och kemiska tillsatser som används i beredningen och dess effekter.En jämförelse av både mekanisk hållfasthet och termisk expansion av de rapporterade mullitkeramerna framställda från olika industriavfall togs också upp i detta arbete.
Mullite, vanligtvis betecknad som 3Al2O3∙2SiO2, är ett utmärkt keramiskt material på grund av dess extraordinära fysikaliska egenskaper.Den har en hög smältpunkt, låg värmeutvidgningskoefficient, hög hållfasthet vid höga temperaturer och har både termisk chock och krypmotstånd [1].Dessa extraordinära termiska och mekaniska egenskaper gör att materialet kan användas i applikationer som eldfasta material, ugnsmöbler, substrat för katalytiska omvandlare, ugnsrör och värmesköldar.
Mullit kan endast hittas som ett knappt mineral på Mull Island, Skottland [2].På grund av dess sällsynta existens i naturen är all mullitkeramik som används i industrin konstgjord.Mycket forskning har gjorts för att framställa mullitkeramik med användning av olika prekursorer, med utgångspunkt från antingen industriella/laboratoriekvalitetskemikalier [3] eller naturligt förekommande aluminiumsilikatmineraler [4].Emellertid är kostnaden för dessa utgångsmaterial dyra, som syntetiseras eller bryts i förväg.I flera år har forskare letat efter ekonomiska alternativ för att syntetisera mullitkeramik.Därför har många mullitprekursorer härrörande från industriavfall rapporterats i litteraturen. Dessa industriavfall har hög halt av användbar kiseldioxid och aluminiumoxid, som är de väsentliga kemiska föreningarna som behövs för att producera mullitkeramik.Andra fördelar med att använda detta industriavfall är energi- och kostnadsbesparingen om avfallet avleds och återanvänds som ett tekniskt material.Dessutom skulle detta också kunna bidra till att minska miljöbelastningen och öka dess ekonomiska fördelar.
För att undersöka om rent elektrokeramiskt avfall skulle kunna användas för att syntetisera mullitkeramik, jämfördes det rena elektrokeramiska avfallet blandat med aluminiumoxidpulver och det rena elektrokeramiska avfallet som råmaterial. Effekterna av råvarornas sammansättning och sintringstemperatur på mikrostrukturen och den fysiska egenskaperna hos mullitkeramik undersöktes.XRD och SEM användes för att studera fassammansättningen och mikrostrukturen.
Resultaten visar att halten av mullit ökar med höjd sintringstemperatur och samtidigt eskaleras skrymdensiteten.Råmaterialen är det rena elektrokeramiska avfallet, så sintringsaktiviteten är större och sintringsprocessen kan påskyndas och densiteten ökas också.När mulliten endast framställs av det elektrokeramiska avfallet, är skrymdensiteten och tryckhållfastheten störst, porositeten är minst och de omfattande fysikaliska egenskaperna blir de bästa
Driven av behovet av billiga och miljövänliga alternativ har många forskningsinsatser använt en mängd olika industriavfall som utgångsmaterial för att producera mullitkeramik.Bearbetningsmetoderna, sintringstemperaturerna och kemiska tillsatser har granskats.Den traditionella processmetoden som involverade blandning, pressning och reaktionssintring av mullitprekursorn var den mest använda metoden på grund av dess enkelhet och kostnadseffektivitet.Även om denna metod kan producera porös mullitkeramik, rapporterades de skenbara porositeterna hos den resulterande mullitkeramen hålla sig under 50 %.Å andra sidan visades frysgjutning kunna producera mycket porös mullitkeramik, med en skenbar porositet på 67 %, även vid en mycket hög sintringstemperatur på 1500 °C.En genomgång av sintringstemperaturerna och olika kemiska tillsatser som används vid tillverkning av mullit genomfördes.Det är önskvärt att använda en sintringstemperatur på över 1500 °C för mullitproduktion, på grund av den högre reaktionshastigheten mellan Al2O3 och SiO2 i prekursorn.Emellertid kan överdriven kiseldioxidhalt associerad med föroreningar i prekursorn leda till provdeformation eller smältning under högtemperatursintring.När det gäller de kemiska tillsatserna har CaF2, H3BO3, Na2SO4, TiO2, AlF3 och MoO3 rapporterats som ett effektivt hjälpmedel för att sänka sintringstemperaturen medan V2O5, Y2O3-dopad ZrO2 och 3Y-PSZ kan användas för att främja förtätning för mullitkeramik.Doping med kemiska tillsatser som AlF3, Na2SO4, NaH2PO4·2H2O, V2O5 och MgO bidrog till anisotrop tillväxt av mullithårhåren, vilket sedan förbättrade den fysiska styrkan och segheten hos mullitkeramerna.
Posttid: 2023-aug-29