Magnezjowa ceramika ogniotrwała z dodatkiem tlenku cyrkonu

• Autorzy: Kusiorowski R.

Warianty tytułu

EN

Magnesia refractory with zirconium oxide addition

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Praca prezentuje wyniki badań nad zastosowaniem tlenku cyrkonu jako dodatku modyfikującego właściwości magnezjowych wyrobów ogniotrwałych. Celem pracy było opracowanie nowego tworzywa ogniotrwałego z układu MgO-ZrO₂ o wysokiej odporności na wstrząsy cieplnej przy jednoczesnej wysokiej odporności na korozję. W badaniach zastosowano dostępny handlowo klinkier magnezjowy otrzymywany z solanek oraz tlenek cyrkonu w formie jednoskośnej (baddeleyitowej). Zbadano wpływ uziarnienia mas oraz określono wpływ wprowadzanego tlenku cyrkonu na podstawowe właściwości tworzyw modyfikowanych dodatkiem ZrO₂, tj. skurczliwość całkowitą, gęstość pozorną, porowatość otwartą, wytrzymałość na ściskanie, przepuszczalność gazową oraz odporność na wstrząsy cieplne (cykle wodne). Dla wybranych tworzyw przeprowadzono również badania odporności na korozję wobec dwóch różnych zestawów korozyjnych, charakterystycznych dla odmiennych obszarów stosowania. Dokonano również obserwacji mikrostruktury otrzymanych tworzyw metodą skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM). Uzyskano tworzywa o dobrej stabilności wymiarowej (skurczliwość wypalania poniżej 1%), wytrzymałości na ściskanie 50÷70 MPa, porowatości otwartej 14÷16% i odporności na wstrząsy cieplne 8÷10 cykli (950°C – woda). Dodatek tlenku cyrkonu poprawiał odporność korozyjną tworzyw.

EN

Results of the study concerning ZrO₂ as a modifying agent of magnesia refractory are presented. The aim was to develop a new MgO-ZrO₂ refractory material with high thermal shock resistance and corrosion resistance. In the experiments, commercially available synthetic magnesia clinker and monoclinic zirconia (baddeleyite form) were used. The effect of ceramic mass grain size distribution and the introduced amount of zirconium oxide on the properties of MgO-ZrO₂ ceramics was determined. Properties of final samples such as linear shrinkage, open porosity, apparent density, cold crushing strength, gas permeability and thermal shock resistance (water cycles) were measured. For selected materials, corrosion resistance against two different corrosive agents was determined. Microstructure of obtained ceramics was also investigated by SEM. The obtained ceramics revealed: good dimensional stability (firing shrinkage less than 1%), high cold crushing strength of 50÷70 MPa, typical open porosity (14÷16 %) and high values of thermal shock resistance (8-10 water cycles). The addition of zirconia was proved to enhance the corrosion resistance of ceramics.

Słowa kluczowe

PL

magnezjowe wyroby ogniotrwałe; tlenek cyrkonu; dodatek; właściwości materiału; badania korozyjne

EN

magnesia refractory; zirconium oxide; addition; material properties; corrosion study

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych
• Czasopismo: Szkło i Ceramika
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 67, nr 3
• Strony: 23--27
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., fot., rys., tab.

Twórcy

autor

Kusiorowski R.

• Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych Oddział Materiałów Ogniotrwałych w Gliwicach

Bibliografia

• [1] Routschka G. (red. 2004), Refractory Materials – Pocket Manual, wyd. 2, Essen.
• [2] Szczerba J. (2007), Modyfikowane magnezjowe materiały ogniotrwałe, „Ceramika/Ceramics”, 99, 1–204.
• [3] Nadachowski F. (1995), Zarys technologii materiałów ogniotrwałych, Śląskie Wydawnictwo Techniczne, Katowice.
• [4] Lee Y., Nassaralla C. L. (1998), Formation of hexavalent chromium by reaction between slag and magnesite-chrome refractory, „Metallurgical and Materials Transactions B”, 29, 405–410.
• [5] IARC Working Group on the evaluation of carcinogenic risks to humans (2009), A review of human carcinogens. Part C: Arsenic, metals, fibres, and dusts, IARC, Lyon.
• [6] Jabłońska M., Kostecki M., Szopa S., Łyko A., Michalski R. (2012), Specjacja nieorganicznych form arsenu i chromu w wybranych zbiornikach zaporowych Górnego Śląska, „Ochrona Środowiska”, 34, 25–32.
• [7] Ondik H. M., McMurdie H. F. (red., 1998), Phase diagrams for zirconium and zirconia systems, Westerville.
• [8] Kisi E. H., Howard C. J. (1998), Crystal structure of zirconia phases and their interrelation, „Key Engineering Materials”, 153–154, 1–36.
• [9] Wojsa J., Śliwa A. (2011), Badania nad nowymi odmianami materiałów zasadowych do regeneratorów pieców szklarskich, sprawozdanie Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych Oddział Materiałów Ogniotrwałych nr 3692/2N001S11/100397/BS/2011 (niepubl.).
• [10] Bućko M. M. (2007), Modyfikacja właściwości dwutlenku cyrkonu jako elektrolitu stałego, „Ceramika/Ceramics”, 100, 1–218.
• [11] Ceylantekin R., Aksel C. (2012), The comparison of mechanical behavior of MgO-MgAl2O4 with MgO-ZrO2 and MgO-MgAl2O4-ZrSiO4 composite refractories, „Ceramics International”, 38, 1409–1416.
• [12] Ceylantekin R., Aksel C. (2012), Improvements on the mechanical properties and thermal shock behaviours of MgO-spinel composite refractories by ZrO2 incorporation, „Ceramics International”, 38, 995–1002.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.