Показано, що деякі промислові відходи корисні у виробництві мулітової кераміки.Ці промислові відходи багаті певними оксидами металів, такими як кремнезем (SiO2) і глинозем (Al2O3).Це дає можливість використовувати відходи як вихідний матеріал для приготування мулітової кераміки.Метою цієї оглядової статті є зібрати та розглянути різні методи приготування мулітової кераміки, які використовували різноманітні промислові відходи як вихідні матеріали.У цьому огляді також описуються температури спікання та хімічні добавки, які використовуються в підготовці, і їх вплив.У цій роботі також було розглянуто порівняння як механічної міцності, так і теплового розширення описаної мулітової кераміки, виготовленої з різних промислових відходів.
Муліт, який зазвичай позначають як 3Al2O3∙2SiO2, є чудовим керамічним матеріалом завдяки своїм надзвичайним фізичним властивостям.Він має високу температуру плавлення, низький коефіцієнт теплового розширення, високу міцність при високих температурах, має стійкість до термічного удару та повзучості [1].Ці надзвичайні термічні та механічні властивості дозволяють використовувати матеріал у таких сферах застосування, як вогнетриви, меблі для печей, підкладки для каталітичних нейтралізаторів, пічні труби та теплозахисні екрани.
Муліт можна знайти лише як дефіцитний мінерал на острові Малл, Шотландія [2].Через його рідкісне існування в природі вся мулітова кераміка, яка використовується в промисловості, є штучною.Було проведено багато досліджень для виготовлення мулітової кераміки з використанням різних прекурсорів, починаючи з промислових/лабораторних хімічних [3] або природних алюмосилікатних мінералів [4].Однак вартість цих вихідних матеріалів є високою, оскільки їх синтезують або видобувають заздалегідь.Протягом багатьох років дослідники шукали економічні альтернативи для синтезу мулітової кераміки.Тому в літературі повідомлялося про численні прекурсори муліту, отримані з промислових відходів。 Ці промислові відходи мають високий вміст корисного кремнезему та глинозему, які є основними хімічними сполуками, необхідними для виробництва мулітової кераміки.Іншими перевагами використання цих промислових відходів є економія енергії та витрат, якщо відходи будуть перенаправлені та повторно використані як інженерний матеріал.Крім того, це також може допомогти зменшити навантаження на навколишнє середовище та збільшити його економічну вигоду.
Щоб дослідити, чи можна використовувати відходи чистої електрокераміки для синтезу мулітової кераміки, порівняли відходи чистої електрокераміки, змішані з порошками оксиду алюмінію, і відходи чистої електрокераміки як сировину. Вплив складу сировини та температури спікання на мікроструктуру та фізичні властивості Досліджено властивості мулітової кераміки.Для дослідження фазового складу та мікроструктури використовували XRD та SEM.
Результати показують, що вміст муліту збільшується з підвищенням температури спікання, і в той же час збільшується насипна щільність.Сировиною є чисті відходи електрокераміки, тому активність спікання більша, і процес спікання можна прискорити, а також збільшити щільність.Коли муліт готується лише з відходів електрокераміки, об’ємна щільність і міцність на стиск є найбільшими, пористість найменшою, а комплексні фізичні властивості будуть найкращими.
Керуючись потребою в недорогих і екологічно чистих альтернативах, багато дослідників використовували різноманітні промислові відходи як вихідні матеріали для виробництва мулітової кераміки.Розглянуто методи обробки, температури спікання та хімічні добавки.Традиційний спосіб переробки, який передбачав змішування, пресування та реакційне спікання прекурсора муліту, був найбільш часто використовуваним методом завдяки його простоті та економічній ефективності.Незважаючи на те, що цей метод дозволяє виробляти пористу мулітову кераміку, видима пористість отриманої мулітової кераміки, як повідомляється, залишається нижче 50%.З іншого боку, було показано, що лиття замороженим дозволяє виробляти високопористу мулітову кераміку з уявною пористістю 67% навіть за дуже високої температури спікання 1500 °C.Проведено огляд температур спікання та різних хімічних добавок, які використовуються при виробництві муліту.Бажано використовувати температуру спікання вище 1500 °C для виробництва муліту через більш високу швидкість реакції між Al2O3 і SiO2 у попереднику.Однак надмірний вміст кремнезему, пов’язаний із домішками в прекурсорі, може призвести до деформації або розплавлення зразка під час високотемпературного спікання.Що стосується хімічних добавок, повідомляється, що CaF2, H3BO3, Na2SO4, TiO2, AlF3 і MoO3 є ефективним засобом для зниження температури спікання, тоді як V2O5, легований Y2O3 ZrO2 і 3Y-PSZ можуть використовуватися для сприяння ущільненню мулітової кераміки.Допування хімічними добавками, такими як AlF3, Na2SO4, NaH2PO4·2H2O, V2O5 і MgO, сприяло анізотропному росту мулітових вусів, що згодом підвищило фізичну міцність і міцність мулітової кераміки.
Час публікації: 29 серпня 2023 р