بررسی تاثیر درصدهای مختلف سیلیکون کاربید بر خواص رئولوژی، فیزیکی و مکانیکی دیرگداز­های پاششی آلومینا بالا کم سیمان

چکیده

در این تحقیق، تاثیر افزودنی سیلیکون کاربید در مقادیر 3، 6 و 9% وزنی بر خواص رئولوژی، فیزیکی و مکانیکی جرم­های پاششی آلومینا بالا کم سیمان بررسی شده­است. برای این منظور از آلومینای تابولار، سیمان 70، ری­اکتیو آلومینا، میکروسیلیس و افزودنی مخصوص جرم­های پاششی به­عنوان مواد اولیه استفاده شد. سپس ترکیبات مختلف در دمای 110°C ، 1100°C و 1500°C از نقطه نظر دانسیته، درصد تغییرات خطی دائمی و استحکام فشاری سرد طبق استاندارد مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد در نمونه­های دارای 6 درصد وزنی سیلیکون کاربید در ترکیب، به­دلیل تشکیل فاز شیشه در مرزدانه­ها و پر شدن تخلخل­ها، بهترین خواص رئولوژی، دانسیته و استحکام فشاری سرد حاصل گردید.

کلمات کلیدی: دیرگداز پاششی، آلومینا بالا، کم سیمان، سیلیکون کاربید

1. معرفی

استفاده از تكنولوژي­هاي جديد در صنایع دما بالا، سبب توسعه مواد ديرگداز مناسب و داراي كيفيت بالا شده­است[1]. در اين راستا همواره توجه ويژه­اي به دیرگدازهای بی­شکل وجود داشته­است. مزاياي ديرگدازهاي بی­شکل از جمله روش نصب سریع­تر و ارزان­تر آن­ها، باعث افزايش تمايل به مصرف اين گروه از مواد و جايگزيني تدريجي آن­ها به­جاي ديرگدازهاي شكل­دار شده­است. جرم­های پاششی، دیرگدازهای بی­شکلی هستند که معمولاً در صنعت برای محل­هایی که قابل دسترسی نبوده و لایه­ی نسوز باید روی سطح مورد نظر پاشیده­شود، استفاده می‌شوند. روش خاص نصب آن­ها (پرتاب کردن مخلوط آب/جرم به سطح مورد نظر) مستلزم آن است که مخلوط دارای خواص رئولوژیکی خاصی باشد تا چسبندگی لازم را فراهم کند.

در استفاده از دیرگدازهای بی­شکل، پوشش­های اولیه (لایه کاری) معمولاً به­روش ریختنی، کوبیدنی یا پلاستیک نصب می‌شوند که زمان قابل‌توجهی را می‌طلبد. از سوی دیگر، نسوزهای پاششی را می­توان به سرعت نصب کرد و بیشتر به عنوان یک ماده تعمیری در صنعت فولاد و لایه­های اصلی در صنایع سیمان و پتروشیمی استفاده می­شوند. از انواع تفنگ­ها (جرم­پاش) برای پاشش جرم­های دیرگداز با سرعت و فشار بالا استفاده می­شود تا پوشش­های همگن و فشرده تشکیل شود که اساسا فاقد شکل لایه لایه و ترک هستند. در این روش، معمولا مخلوط خشک توسط هوای تحت فشار به یک نازل منتقل می­شود. در قسمت نازل آب اختلاط اضافه شده و مخلوط تر، روی سطح اسپری می­شود[2–5].

سیلیکون کاربید ويژگی­های منحصربه فرد زيادی مثل هدايت حرارتی بالا، انبساط حرارتی پايين، مقاومت به سایش بالا و واکنش­پذیری کم در تماس با مواد خورنده اعم از سرباره دارد که در مواد اوليه اکسيدی معمول یافت نمی­شود. بنابراین سیلیکون کاربید به­عنوان ماده اوليه اصلی در ساخت ديرگدازهای در معرض شرايط شديد واکنش با سرباره و سایش، به مدت چندين سال استفاده شده­است. اهمیت سیلیکون کاربید در ديرگدازهای يکپارچه در قرن گذشته که در آن جرم کوبيدنی و نسوزهای پلاستيک توليدات اصلی بودند تا زمان حال که در آن جرم های کم سيمان توليدات اصلی هستند، تغيير نکرده­است[6–11].

بطورکلی ديرگدازهای بی شکل حاوی سیلیکون کاربید از مقاومت سايشي بالايی نسبت به ديرگدازهای آلومينايی برخوردار هستند. همچنين اين ديرگدازها در برابر حملات شيميايي مقاومت بالايي داشته كه اين عامل، خود باعث افزايش مقاومت به خوردگی می­شود. سیلیکون کاربید به­ندرت توسط سرباره تر می­شود (زاویه تر شوندگی کم) و در مقايسه با اکسيدها به دليل واکنش کمتر با سرباره مقاومت بيشتری به خوردگی در برابر سرباره نشان می­دهد. برای مثال آلومينا کاربرد زيادی در ساخت ديرگدازها دارد اما به آسانی با سرباره واکنش می­دهد، زيرا توسط سرباره تر می شود[9, 12–16].

حضور ذرات سیلیکون کاربید ممکن است بر خواص ديرگدازها، به­ويژه خواص رئولوژی آن­ها تاثیر داشته­باشد. به­دليل ماهيت شيميايی اين ذرات و آبگريز بودن آن­ها, با افزايش ميزان اين ذرات در ترکيب, رفتار پاششی ديرگداز تحت تاثیر قرار گرفته و کاهش می­يابد. بدین­منظور بايد از مواد افزودنی مناسب جهت رفع این مشکل استفاده نمود. معمولا در جرم­های پاششی از مواد با خاصیت چسبندگی مانند میکروسیلیس و جز پودری رسی، جهت بهبود رفتار رئولوژی استفاده می­گردد. در نتیجه استفاده از این مواد، چسبندگی مخلوط افزایش و میزان برگشت جرم از روی سطح کاهش می­یابد[9, 15, 17–19].

گروهی از محققین تاثیر یک نوع آلومینای کلسینه را به­جای پلاستی­سایزرهای معمول مانند اجزای رسی و میکروسیلیس بر خواص چسبندگی جرم­های پاششی بررسی کرده­اند و نتیجه گرفتند که خواص رئولوژی مشابه حاصل می­شود و خواص مکانیکی و خوردگی بهبود می­یابد[5]. در تحقیق دیگر توسط Chia-hong Chen [20]، اثر استفاده از سیلیس کلوئیدی به جای سیمان کلسیم آلومینات در جرم­های پاششی مورد بررسی قرارگرفته است و نتیجه­گیری شده که سیلیس کلوئیدی خواص مطلوب­تری نسبت به سیمان کلسیم آلومینات ایجاد می­کند. در اين پژوهش با فرض ثابت بودن مواد اوليه مصرفي، تأثير مقدار سیلیکون کاربید بر خواص رئولوژی، فيزيکی و مکانيکی دیرگداز­های پاششی در دماهای مختلف مورد بررسی قرار گرفته­است.

 

2. مواد و روش تحقیق

2.1.مواد

در این پژوهش از مواد اولیه آلومینای تابولار (Zhejiang Zili Advanced Materials Co. Ltd., China)، سیمان 70 (70N,Union)، ری­اکتیو آلومینا (CTC20,Almatis)، میکروسیلیس (فروسیلیس غرب پارس) و افزودنی H19 استفاده شده است. آنالیز شیمیایی و برخی خواص فیزیکی مواد اولیه در جدول 1 آورده شده­است. نمونه­ها به ترتیب بدون استفاده از سیلیکون کاربید و با استفاده از 3، 6 و 9 درصد وزنی سیلیکون کاربید آماده سازی شده­اند. فرمولاسیون­ها بر اساس ضریب آندریازن q=0.26 طراحی شده­اند. ترکیب نمونه­های مورد آزمایش در جدول 2 آورده شده­است. نمونه های آماده شده به ترتیب با کد G0،  G3 ، G6،  G9 برای بیان مواد حاوی 0 ، 3 ، 6 و 9 درصد وزنی سیلیکون کاربید نامیده شدند.

جدول 1. خواص فیزیکی و شیمیایی مواد اولیه

سیلیکون کاربید	میکروسیلیس	ری­اکتیو الومینا	سیمان 70	تابولار الومینا	آنالیز شیمیایی (%درصد وزنی)
–	1.8	99.5	70	99.2	AL2O3
1	81.2	0.1	0.22	0.2	SiO2
–	0.8	–	28.9	–	CaO
0.05	6.56	0.02	0.1	0.1	Fe2O3
–	0.7	–	0.25	–	MgO
–	1.5	0.05	0.5	0.4	TiO2
2.45	1.5	0.05	0.5	0.4	Alkalies
96				–	SiC
0.5	–	–	–	–	C
3.05	–	–	–	3.1	دانسیته (g/cm3)
SiC	α-quartz	Corundom	CA,CA2,α-Al2O3	Corundom	فاز

 

جدول 2.فرمولاسیون نمونه­های مورد آزمایش

کد نمونه	تابولارالومینا	ری‌اکتیو الومینا	سیمان 70	میکرو سیلیس	H19	سیلیکون کاربید(1-0)
G0	80	8	8	2	2	0
G3	77	8	8	2	2	3
G6	74	8	8	2	2	6
G9	71	8	8	2	2	9

 

• روش آزمایش

نمونه­ها با درصدهای مصرفی مطابق با جدول 2 آماده­سازی شدند. هر نمونه در دمای اتاق (24°C  و رطوبت 35%) به مدت زمان 2 دقیقه در میکسر هوبارت به صورت خشک میکس شد. سپس آب مصرفی مناسب (12.5% وزنی) تا رسیدن به خواص رئولوژی مورد نظر به نمونه افزوده­شد و نمونه ها برای مدت زمان 3 دقیقه به صورت تر میکس شدند (ASTM C860). نمونه­ها بر روی سطح فلزی پاشیده شده و از نظر رفتار پاششی و چسبندگی مورد ارزیابی قرار گرفتند.

از هر نمونه تعداد 9 قالب به ابعاد 5cm*5cm*5cm آماده گردید. نمونه­ها قالب را به­صورت لایه لایه و توسط ضربه پر کردند (ASTM C973). نمونه­ها درون قالب برای مدت زمان 24 ساعت در محفظه رطوبت با رطوبت نسبی 75% قرار گرفتند. قالب­ها از محفظه خارج شده و نمونه­ها از درون قالب بیرون آورده­شدند و برای مدت زمان 24 ساعت در خشک­کن در دمای 110°C قرار گرفتند.

تمامی نمونه­ها پس از خارج شدن از آون در دمای محیط (25°C) سرد شده و وزن و ابعاد آن­ها اندازه­گیری شد. از هر ترکیب 3 نمونه در دمای 1100°C برای مدت زمان 2 ساعت و 3 نمونه در دمای 1500°C برای مدت زمان 2 ساعت پخت شدند. نمونه­ها در 3 دمای 110°C ، 1100°C و 1500°C از نقطه­نظر دانسیته بالک (به روش ارشمیدس ASTM C357) و استحکام فشاری سرد (ASTM C133)، مورد بررسی قرار گرفتند. میزان تغییرات ابعادی نمونه­ها در اثر پخت نیز مورد بررسی قرار گرفت. آنالیز شیمیایی مواد اولیه و نمونه­ها توسط فلورسنس اشعه ایکس (ICP­-OES Agilent735) و آنالیز فازی نمونه­ها پس از پخت در دمای 1100°C و 1500°C توسط پراش اشعه ایکس (Philips PW1800) با استفاده از تشعشع مس (CuKα, λ = 1.5418 Å) در 40 kV/30 mA و ریزساختار نمونه­ها توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و طیف­سنجی پراش انرژی (EDS) مورد بررسی قرار گرفتند.

3. بحث و نتایج

3.1. آنالیز شیمیایی

آنالیز شیمیایی نمونه­ها در دمای 1500°C در جدول 3 آورده ­شده­است. در نمونه­ها سیلیکون کاربید جایگزین آلومینای تبولار شده­است. به این ترتیب با افزایش درصد مصرفی سیلیکون کاربید درصد Al₂O₃ در آنالیز شیمیایی کاهش و درصد SiO₂ افزایش یافته­است. به­دلیل ثابت بودن مقدار سیمان مصرفی، درصد CaO­ در تمامی نمونه­ها تقریبا ثابت و بدون تغییر می­باشد. با افزایش درصد سیلیکون کاربید تا 9% وزنی، میزان فاز SiO₂ به طرز چشمگیری افزایش یافته­است.

 

جدول 3. آنالیز شیمیایی ترکیبات در دمای 1500°C

آنالیز شیمیایی (% وزنی)	G0	G3	G6	G9
AL2O3	93.40	88.61	85.92	80.29
SiO2	3.16	7.07	10.33	15.37
CaO	2.17	2.26	2.16	2.23
Fe2O3	1.25	1.80	1.19	1.46
Alkalies	0.33	0.36	0.45	0.44

 

• خواص رئولوژی

رفتار رئولوژی نمونه­ها توسط پاشش روی سطح فلزی از نظر چسبندگی و مقدار بازگشت جرم از روی سطح، مورد بررسی قرار گرفت. با افزودن مقدار سیلیکون کاربید از 3 تا 9 درصد وزنی، رفتار رئولوژی جرم تغییری نکرد. به­عبارتی با افزودن سیلیکون کاربید چسبندگی جرم کاهش نیافت و همچنین مقدار بازگشت جرم از روی سطح ثابت بوده و افزایش نیافت. بدین­ترتیب افزودن سیلیکون کاربید تا 9 درصد وزنی در دانه­بندی (1-0) بر رفتار رئولوژی جرم تاثیری ندارد. این امر مربوط به عدم تغییر دانسیته نمونه­ها در اثر افزودن سیلیکون کاربید می­باشد که در بخش (3.3) به آن اشاره شده­است. ممکن است افزودن سیلیکون کاربید در دانه­بندی (3-1) بر رفتار رئولوژی تاثیر داشته باشد که این مورد می­تواند در پژوهش­های دیگر مورد بررسی قرار گیرد.

 

• خواص فیزیکی و مکانیکی

خواص فیزیکی و مکانیکی نمونه­ها اعم از دانسیته، استحکام فشاری سرد و میزان تغییر ابعاد در اثر پخت در 3 دمای 110°C ، 1100°C و 1500°C مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل در جداول (6-4) آورده شده­است.

• دانسیته بالک

همانطور که در جدول 4 مشاهده می­شود با افزودن سیلیکون کاربید، دانسیته بالک نمونه­ها در دمای 110 ^◦C بدون تغییر باقی مانده­است. دلیل این امر می­تواند دانسیته مشابه ذرات سیلیکون کاربید و آلومینای تابولار باشد. عدم تغییر دانسیته در اثر افزودن سیلیکون کاربید در رفتار رئولوژی مشهود بود. زیرا با افزودن سیلیکون کاربید رفتار پاششی و میزان بازگشت جرم از روی سطح تغییر نیافت.

دانسیته بالک نمونه­ها در دمای 1100 ^◦C نسبت به دمای 110 ^◦C مقداری کاهش یافته­است (جدول 5). در این دما آب­های ساختاری از بین رفته­ و وزن نمونه­ها کاهش یافته­است. با بررسی آنالیز فازی (تصویر 1) مشخص می­شود که در این دما فازهای مربوط به هیدراتاسیون سیمان مانند CA و CA₂ دهیدراته شده­اند و همچنین در حضور فازهای Al₂O₃ و SiO₂ فاز ژلنیت (Ca₂Al₂SiO₇) تشکیل شده­است. از طرفی این دما آغاز فرآیند زینتر در نمونه­ها است. به­عبارتی فرآیند زینتر شدن آغاز شده اما کامل نشده­است پس موجب افزایش دانسیته نمی­گردد. در نتیجه کاهش وزن نمونه­ها اثر بیشتری داشته و دانسیته مقدار کمی کاهش یافته­است.

در دمای 1500^◦C دانسیته نمونه­ها افزایش یافته­است (جدول 6). درصد تغییرات ابعادی، نشان­دهنده­ی انجام فرآیند زینترینگ در نمونه­ها است. در نمونه­های حاوی سیلیکون کاربید، طبق آنالیز شیمیایی در این دما میزان فاز SiO₂ تشکیل شده، افزایش یافته­است. از طرفی در بررسی آنالیز فازی (تصویر 2) در نمونه­های حاوی سیلیکون کاربید فاز آنورتیت (CaAl₂Si₂O₈) تشکیل شده­است. زیرا در این نمونه­ها با افزایش دما مقدار فاز سیلیس تشکیل شده افزایش یافته است و سبب تشکیل فاز آنورتیت شده­است. در این حالت تخلخل­های موجود در نمونه توسط فاز تشکیل شده پر می­گردد که این امر منجر به افزایش دانسیته شده­است. کاهش تخلخل در نمونه­ها با افزایش سیلیکون کاربید، در تصاویر میکروسکوپی حاصل از میکروسکوپ الکترونی روبشی مشاهده گردید.

 

• استحکام فشاری سرد

در دمای 110 ^◦C استحکام نمونه­ها در محدوده 13-11 مگاپاسکال می­باشد (جدول 4). همانطور که از نتایج حاصل مشخص است افزودن سیلیکون کاربید به ترکیبات تغییری در روند استحکام در این دما ایجاد نکرده­است. با افزودن سیلیکون کاربید میزان آب مصرفی افزایش نیافته و به­همین دلیل کاهش استحکام رخ نداده­است. در دمای 1100 ^◦C فازهای هیدراته حاصل از حضور سیمان که سبب استحکام می­شود مانند CA و CA₂ از بین رفته­است. بررسی تغییرات ابعادی در این دما نشان می­دهد که فرآیند زینترینگ جرم آغاز شده است زیرا نمونه­ها در محدوده 0.3%-0.2% منقبض شده­اند. در بررسی آنالیز فازی (تصویر 1) در تمامی نمونه­ها فاز ژلنیت و کریستوبالیت شناسایی شده­است. در نمونه­های دارای سیلیکون کاربید علاوه­بر آن­ها فاز سیلیکون کاربید نیز شناسایی شده­است. این امر سبب افزایش نسبی استحکام­ها شده­است (جدول 5).

در تصویر 3 ظاهر نمونه­ها پس از پخت در دمای 1500 ^◦C آورده شده­است. در دمای 1500 ^◦C استحکام فشاری سرد افزایش چشمگیری داشته­است (جدول 6). با افزایش درصد سیلیکون کاربید در نمونه­ها تا 6 درصد وزنی، میزان استحکام افزایش یافته­است. در مرحله اول علت این امر با بررسی میزان تغییرات ابعادی به زینترینگ جرم مربوط می­شود. میزان انقباض نمونه­ها نشان­دهنده انجام فرآیند زینترینگ می­باشد. در بررسی آنالیز فازی (تصویر 2) این نتیجه حاصل می­شود که با افزودن سیلیکون کاربید به ترکیب، در دمای 1500 ^◦C فاز SiO₂ تشکیل می­شود. زیرا در این دما فاز ژلنیت به فاز آنورتیت تبدیل شده­است. این تبدیل فاز، نشان­دهنده­ی افزایش فاز SiO₂ است. تشکیل فاز آنورتیت سبب پر شدن تخلخل­های نمونه می­گردد. از طرفی با تشکیل فاز آنورتیت در مرزدانه­ها و همچنین درون تخلخل­ها ، رشد ترک­های ایجاد شده از میان این فاز­ سخت­تر بوده و استحکام افزایش می­یابد. زیرا تبلور فاز آنورتیت استحکام و پایداری شیمیایی ماده را افزایش می­دهد.

با افزایش درصد سیلیکون کاربید از 6 به 9 درصد وزنی استحکام فشاری سرد کاهش یافته است. با افزایش درصد سیلیکون کاربید میزان فاز مذاب تشکیل شده در دمای بالا افزایش می­یابد. در بررسی آنالیز فازی (تصویر 2) در نمونه G₉ فاز کریستوبالیت ظاهر شده­است و این عامل نشان­دهنده افزایش تشکیل فاز SiO₂ در این ترکیب نسبت به ترکیبات دیگر است.

در بررسی تصاویر میکروسکوپ الکترونی، در نمونه G₀ فاز ژلنیت و کوراندوم شناسایی شده­است. در نمونه­های حاوی سیلیکون کاربید روی سطح ترکیبی شامل عناصر Al، Si، C، Ca و O شاناسایی شد که در نتیجه واکنش فازهای Al₂O₃، CaO و SiC تشکیل شده است. این فاز در آنالیز فازی شناسایی نشده­است و این امر نشان­دهنده­ی آن است که فاز مربوطه ساختار کریستالی ندارد و بی­شکل است (اصطلاحا می­توان این فاز را فاز آمورف نامید). در نمونه G₉ مقدار این فاز به حدی بوده­است که تمام سطح نمونه توسط این فاز پوشانده شده و به سختی ذرات کوراندوم قابل مشاهده بودند. پس افزایش بیش از حد این فاز تاثیر معکوس داشته و افزایش سیلیکون کاربید از 6% به 9% وزنی سبب کاهش استحکام شده­است.

تشکیل فاز آنورتیت در شکل ظاهری نمونه­ها پس از پخت در دمای 1500^◦C در نمونه­های دارای 6 و 9% وزنی سیلیکون کاربید نیز کاملا مشهود بود. همانطور که در تصویر  4 مشخص است، در نمونه دارای 6% وزنی سیلیکون کاربید قسمتی از درون نمونه و در نمونه دارای 9% وزنی سیلیکون کاربید درون نمونه به صورت کامل به رنگ خاکستری تیره درآمده­است. این رنگ نشانه­ای از تشکیل فاز آنورتیت می­باشد.

 

جدول 4. خواص فیزیکی و مکانیکی در دمای 110 ^◦C

کد نمونه		G0	G3	G6	G9
دانسیته بالک (g/cm3)		2.58	2.58	2.58	2.56
استحکام فشاری سرد (N/mm2)		12.67	11.67	11.67	13.33

 

 

جدول 5. خواص فیزیکی و مکانیکی در دمای 1100 ^◦C

کد نمونه		G0	G3	G6	G9
دانسیته بالک (g/cm3)		2.52	2.52	2.49	2.48
استحکام فشاری سرد (N/mm2)		13.67	12.33	13	12.67
تغییر ابعادی (mm)		-0.26	-0.2	-0.3	-0.22

 

 

جدول 6. خواص فیزیکی و مکانیکی در دمای 1500 ^◦C

کد نمونه		G0	G3	G6	G9
دانسیته بالک (g/cm3)		2.73	2.72	2.82	2.83
استحکام فشاری سرد (N/mm2)		79	88.33	111	82.5
تغییر ابعادی (mm)		-3.4	-3.4	-3.7	-4.3

تصویر 1. الگوی پراش اشعه ایکس نمونه­ها بعد از پخت در دمای 1100^◦C

 

تصویر 2. الگوی پراش اشعه ایکس نمونه‌­ها بعد از پخت در دمای 1500^◦C

 

نمودار 1. تغییرات دانسیته و استحکام فشاری سرد ترکیبات در دماهای مختلف

 

 

 

 

a

b

d

c

تصویر 3. تصویر سطح نمونه­ها پس از پخت در دمای 1500^◦C a) ترکیب G0 b) ترکیب G3 C) ترکیب G6 d) ترکیب G9

b

d

c

a

تصویر 4. تصویر درون نمونه­ها پس از پخت در دمای 1500^◦C a) ترکیب G0 b) ترکیب G3 C) ترکیب G6 d) ترکیب G9

 

a

b

d

c

تصویر 5. تصاویر SEM نمونه پخت­شده در دمای 1500^◦C a) نمونه G0 b, c, d) نمونه G3

 

b

d

a

c

تصویر 6. تصاویر SEM نمونه پخت­شده در دمای 1500^◦C a) نمونه G6 b, c, d) نمونه G9

 

4. نتیجه ­گیری

افزودن سیلیکون کاربید در دانه­بندی (1-0) تا 9 درصد وزنی به ترکیب جرم پاششی آلومینا بالا کم سیمان، تاثیری بر رفتار رئولوژی نداشته­ و سبب افزایش دانسیته بالک در دمای 110 ^◦C و در نتیجه افزایش بازگشت جرم از روی سطح نمی­گردد. به دلیل کم سیمان بودن ترکیبات، در دمای  1100 ^◦C افت استحکام شدید مشاهده نشده­است. در دمای 1500 ^◦C افزودن سیلیکون کاربید تا 6 درصد وزنی به­سبب تشکیل فاز آنورتیت باعث افزایش استحکام شده­است و با افزایش میزان سیلیکون کاربید تا 9 درصد وزنی به دلیل تشکیل بیش از حد فاز آمورف روی سطح ذرات کوراندوم، استحکام کاهش می­یابد. درنتیجه با 6 درصد وزنی سیلیکون کاربید در ترکیب، بهترین خواص از نقطه نظر رفتار رئولوژی، خواص فیزیکی و مکانیکی حاصل می­گردد.

 

5. منابع

[1]    C. H. Chen, “Application and research of wet-gunning based on colloidal silica for main trough of blast furnace,” Proceedings UNITECR 2011 Congress: 12th Biennial Worldwide Conference on Refractories – Refractories-Technology to Sustain the Global Environment. pp. 837–839, 2011.

[2]    M. Fuhrer, A. Hey, and W. E. Lee, “Microstructural evolution in self-forming spinel/calcium aluminate-bonded castable refractories,” Journal of the European Ceramic Society, vol. 18, no. 7. pp. 813–820, 1998, doi: 10.1016/s0955-2219(97)00182-9.

[3]    M. Rivenet, N. Ruchaud, J. C. Boivin, F. Abraham, and P. Hubert, “A basic gunning material interfaces study,” Journal of the European Ceramic Society, vol. 20, no. 10. pp. 1645–1651, 2000, doi: 10.1016/S0955-2219(00)00024-8.

[4]    W. E. Lee, W. Vieira, S. Zhang, K. G. Ahari, H. Sarpoolaky, and C. Parr, “Castable refractory concretes,” Int. Mater. Rev., vol. 46, no. 3, pp. 145–167, 2001.

[5]    D. Schmidtmeier, A. Buhr, B. Long, Q. Almatis, and Z. Wang, “HIGH PERFORMANCE GUNNING MIX WITH ALUMINA PLASTICISER,” 56th Int. Colloq. Refract. – Refract. Ind. 2013.

[6]    T. Suga, S. Sugita, H. Ohshiro, K. Oyaizu, and H. Nishide, “P- and n-type bipolar redox-active radical polymer: Toward totally organic polymer-based rechargeable devices with variable configuration,” Advanced Materials, vol. 23, no. 6. pp. 751–754, 2011, doi: 10.1002/adma.201003525.

[7]    A. W. Sleight, “Negative thermal expansion materials,” Current Opinion in Solid State and Materials Science, vol. 3, no. 2. pp. 128–131, 1998, doi: 10.1016/S1359-0286(98)80076-4.

[8]    F. Ye, M. Rigaud, X. Liu, and X. Zhong, “High temperature mechanical properties of bauxite-based SiC-containing castables,” Ceramics International, vol. 30, no. 5. pp. 801–805, 2004, doi: 10.1016/j.ceramint.2003.09.015.

[9]    M. F. Zawrah and N. M. Khalil, “High alumina castables reinforced with SiC,” Advances in Applied Ceramics, vol. 104, no. 6. pp. 312–319, 2005, doi: 10.1179/174367605X73498.

[10]  S. Zhang and W. E. Lee, “Carbon containing castables: Current status and future prospects,” British Ceramic Transactions, vol. 101, no. 1. pp. 1–8, 2002, doi: 10.1179/096797801125000410.

[11]  R. Salomão, L. R. M. Bittencourt, and V. C. Pandolfelli, “A novel approach for magnesia hydration assessment in refractory castables,” Ceramics International, vol. 33, no. 5. pp. 803–810, 2007, doi: 10.1016/j.ceramint.2006.01.004.

[12]  N. Mohan, P. Senthil, S. Vinodh, and N. Jayanth, “A review on composite materials and process parameters optimisation for the fused deposition modelling process,” Virtual and Physical Prototyping, vol. 12, no. 1. pp. 47–59, 2017, doi: 10.1080/17452759.2016.1274490.

[13]  A. Gallet-Doncieux, O. Bahloul, C. Gault, M. Huger, and T. Chotard, “Investigations of SiC aggregates oxidation: Influence on SiC castables refractories life time at high temperature,” Journal of the European Ceramic Society, vol. 32, no. 4. pp. 737–743, 2012, doi: 10.1016/j.jeurceramsoc.2011.10.044.

[14]  Y. Guo, B. Liu, W. Xie, Q. Luo, and Q. Li, “Anti-phase boundary energy of β series precipitates in Mg-Y-Nd system,” Scripta Materialia, vol. 193. pp. 127–131, 2021, doi: 10.1016/j.scriptamat.2020.11.004.

[15]  W. Jiang, J. Zhu, G. Li, F. Guan, Y. Yu, and Z. Fan, “Enhanced mechanical properties of 6082 aluminum alloy via SiC addition combined with squeeze casting,” J. Mater. Sci. Technol., vol. 88, pp. 119–131, 2021.

[16]  M. Cai, Y. Liang, J. Nie, Y. Yin, M. Ju, and Q. Zhang, “Colloidal silica-bonded MgO-CaO hot gunning mixes: Characterization of physical properties, microstructure and gunning performance,” Ceram. Int., vol. 45, no. 17, pp. 22426–22431, 2019.

[17]  K. Traoreá, S. Kabreá, and P. Blanchart, “Gehlenite and anorthite crystallisation from kaolinite and calcite mix.” [Online]. Available: www.elsevier.com/locate/ceramint.

[18]  J. Li, Q. An, S. Wu, F. Li, S. Lü, and W. Guo, “Relationship of Mg2Si morphology with Mg2Si content and its effect on properties of in-situ Mg2Si/Al–Cu composites,” J. Alloys Compd., vol. 808, Nov. 2019, doi: 10.1016/j.jallcom.2019.151771.

[19]  J. Wu, N. Bu, H. Li, and Q. Zhen, “Effect of B4C on the properties and microstructure of Al2O3-SiC-C based trough castable refractories,” Ceram. Int., vol. 43, no. 1, pp. 1402–1409, 2017.

[20]  C.-H. Chen, “Application and Research of Wet-gunning Based on Colloidal silica for Main trough of Blast Furnace,” Proc UNITECR2011, Kyoto, Japan, pp. 837–839, 2011.

 

یاسمن محمدی (رییس واحد تحقیق و توسعه شرکت صنعت ذوب و نسوز ایرانیان)

بهزاد عظیمی ( مدیریت کارخانه شرکت صنعت ذوب و نسوز ایرانیان)