Noget industrielt affald har vist sig at være nyttigt til fremstilling af mullitkeramik.Dette industriaffald er rigt på visse metaloxider, såsom silica (SiO2) og aluminiumoxid (Al2O3).Dette giver affald potentialet til at blive brugt som en udgangsmaterialekilde til mullitkeramikfremstilling.Formålet med dette gennemgangspapir er at kompilere og gennemgå forskellige mullit-keramiske fremstillingsmetoder, der brugte en række forskellige industriaffald som udgangsmaterialer.Denne gennemgang beskriver også sintringstemperaturerne og de kemiske tilsætningsstoffer, der anvendes i præparatet og dets virkninger.En sammenligning af både mekanisk styrke og termisk udvidelse af de rapporterede mullitkeramik fremstillet af forskellige industriaffald blev også behandlet i dette arbejde.
Mullite, almindeligvis betegnet som 3Al2O3∙2SiO2, er et fremragende keramisk materiale på grund af dets ekstraordinære fysiske egenskaber.Det har et højt smeltepunkt, lav termisk udvidelseskoefficient, høj styrke ved høje temperaturer og besidder både termisk stød og krybemodstand [1].Disse ekstraordinære termiske og mekaniske egenskaber gør det muligt for materialet at blive brugt i applikationer som ildfaste materialer, ovnmøbler, substrater til katalysatorer, ovnrør og varmeskjolde.
Mullit kan kun findes som et knapt mineral på Mull Island, Skotland [2].På grund af sin sjældne eksistens i naturen er al den mullitkeramik, der bruges i industrien, menneskeskabt.Meget forskning er blevet udført for at fremstille mullitkeramik ved hjælp af forskellige prækursorer, startende enten fra industri-/laboratoriekvalitetskemiske [3] eller naturligt forekommende aluminosilikatmineraler [4].Imidlertid er omkostningerne ved disse udgangsmaterialer dyre, som syntetiseres eller udvindes på forhånd.I årevis har forskere ledt efter økonomiske alternativer til at syntetisere mullitkeramik.Derfor er talrige mullitprækursorer afledt af industriaffald blevet rapporteret i litteraturen. Disse industriaffald har et højt indhold af nyttigt silica og aluminiumoxid, som er de væsentlige kemiske forbindelser, der er nødvendige for at producere mullitkeramik.Andre fordele ved at bruge dette industriaffald er energi- og omkostningsbesparelsen, hvis affaldet blev omdirigeret og genbrugt som et teknisk materiale.Desuden kan dette også bidrage til at reducere miljøbelastningen og øge dens økonomiske fordel.
For at undersøge, om rent elektrokeramikaffald kunne bruges til at syntetisere mullitkeramik, blev det rene elektrokeramikaffald blandet med aluminiumoxidpulver og det rene elektrokeramikaffald som råmateriale sammenlignet. Virkningerne af råmaterialernes sammensætning og sintringstemperatur på mikrostrukturen og den fysiske egenskaber af mullit keramik blev undersøgt.XRD og SEM blev brugt til at studere fasesammensætningen og mikrostrukturen.
Resultaterne viser, at indholdet af mullit øges med stigende sintringstemperatur, og samtidig eskaleres rumvægten.Råmaterialerne er det rene elektrokeramiske affald, således er sintringsaktiviteten større, og sintringsprocessen kan accelereres, og densiteten øges også.Når mullitten kun fremstilles af det elektrokeramiske affald, er bulkdensiteten og trykstyrken størst, porøsiteten er mindst, og de omfattende fysiske egenskaber vil være de bedste
Drevet af behovet for billige og miljøvenlige alternativer har mange forskningsindsatser brugt en række industriaffald som udgangsmaterialer til fremstilling af mullitkeramik.Forarbejdningsmetoder, sintringstemperaturer og kemiske tilsætningsstoffer er blevet gennemgået.Den traditionelle procesbehandlingsmetode, der involverede blanding, presning og reaktionssintring af mullitprækursoren, var den mest almindeligt anvendte metode på grund af dens enkelhed og omkostningseffektivitet.Selvom denne metode er i stand til at producere porøs mullitkeramik, blev de tilsyneladende porøsiteter af den resulterende mullitkeramik rapporteret at forblive under 50 %.På den anden side viste det sig, at frysestøbning kunne producere meget porøs mullitkeramik med en tilsyneladende porøsitet på 67 %, selv ved en meget høj sintringstemperatur på 1500 °C.Der blev foretaget en gennemgang af sintringstemperaturerne og forskellige kemiske tilsætningsstoffer anvendt i fremstillingen af mullit.Det er ønskeligt at anvende en sintringstemperatur på over 1500 °C til mullitproduktion på grund af den højere reaktionshastighed mellem Al2O3 og SiO2 i forstadiet.Imidlertid kan for højt indhold af silica forbundet med urenheder i forstadiet føre til prøvedeformation eller nedsmeltning under højtemperatursintring.Hvad angår de kemiske tilsætningsstoffer, er CaF2, H3BO3, Na2SO4, TiO2, AlF3 og MoO3 blevet rapporteret som en effektiv hjælp til at sænke sintringstemperaturen, mens V2O5, Y2O3-doteret ZrO2 og 3Y-PSZ kan bruges til at fremme fortætning for mullitkeramik.Doping med kemiske tilsætningsstoffer såsom AlF3, Na2SO4, NaH2PO4·2H2O, V2O5 og MgO assisterede anisotropisk vækst af mullit whiskers, hvilket efterfølgende forbedrede den fysiske styrke og sejhed af mullitkeramikken.
Indlægstid: 29. august 2023