Synthesis of spinel - calcium zirconate materials

• Autorzy: Szczerba J. , Pędzich Z. , Madej D.

Warianty tytułu

PL

Synteza materiałów spinel – cyrkonian wapnia

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The synthesis of spinel and calcium zirconate, by sintering natural dolomite, zirconia and alumina mixture, has been studied. The evolution of properties and microstructure of spinel-calcium zirconate material at one- or two-step firing process was investigated as a temperature function. The kinetic of the reaction of MgAl2O4 and CaZrO3 at mixes was estimated by XRD analysis. The densification process was investigated by using firing shrinkage, apparent density, average pore diameter and pore size distribution measurements. The microstructure of sintered materials was observed by SEM. The optimum properties of spinel-calcium zirconate material were obtained at the sufficiently low temperature of 1500°C.

PL

Zbadano syntezę spinelu i cyrkonianu wapnia wykorzystującą spiekanie mieszaniny naturalnego dolomitu oraz tlenków cyrkonu i glinu. Prześledzono ewolucję właściwości i mikrostruktury materiału spinel – cyrkonian wapnia w jedno- i dwuetapowym procesie wypalania jako funkcję temperatury. Zanalizowano kinetykę reakcji w mieszaninie MgAl2O4 i CaZrO3 za pomocą metody XRD. Proces zagęszczania został scharakteryzowany za pomocą pomiarów skurczu wypalania, gęstości pozornej, średniego rozmiaru porów rozkładu wielkości porów. Mikrostrukturę spieczonych materiałów obserwowano za pomocą SEM. Optymalne właściwości materiału spinel-cyrkonian wapnia uzyskano we względnie niskiej temperaturze wynoszącej 1500°C.

Słowa kluczowe

EN

spinel; calcium zirconate; microstructure final; sintering

PL

spinel; cyrkonian wapnia; mikrostruktura finalna; spiekanie

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2011
• Tom: T. 63, nr 1
• Strony: 27--33
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Szczerba J.

autor

Pędzich Z.

autor

Madej D.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Materials Science and Ceramics, Kraków, Poland,

Bibliografia

• [1] Klischat H.J., Bartha P.: „Progress in performance behaviour of basic bricks by innovative raw material selection”, in Proceedings UNITECR `01, Cancún México, 2001, 631-641.
• [2] Bartha P.: „The cement rotary kiln and its refractory lining”, Interceram., 53, (2004), 14-17.
• [3] Kozuka H., Kajita Y., Tuchiya Y., Honda T., Ohta S.: „New kind of chrome free (MgO-CaO-ZrO2) bricks for burning zone of rotary cement kiln”, in Proceedings UNITECR `93, Sao Paulo Brazil, 1993, 1027-1037.
• [4] Kozuka H., Kajita Y., Tuchiya Y., Honda T., Ohta S.: „Further improvements of MgO-CaO-ZrO2 bricks for burning zone of rotary cement kiln”, in Proceedings UNITECR `95, Kyoto Japan, (1995), 256-263.
• [5] Kimura M., Yasuda Y., Nishio H.: „Development of Magnesia Spinel Bricks for Rotary Cement Kilns in Japan”, Interceram, (1984), 22-28.
• [6] Radovanovic S.: „The reactions between zirconia from MgO-ZrO2 refractories and the compounds of Portland cement clinker”, in Proceedings 4th UNITECR ’95, Kyoto, Japan, 1995, 224-232.
• [7] Radovanovic S.: „Reaction behaviour of spinel, zirconia and monocalcium zirconate under working conditions of cement kilns”, in Proceedings 5th UNITECR ’97, New Orleans, USA, 1997, 1613-1623.
• [8] Szczerba J.: „Modified magnesia refractory materials”, Ceramika/ Ceramics, 99, (2007).
• [9] Muan, Osborne: Schlackenatlas. Verlag Stahleisen. mbH, Düsseldorf, 1981, 30.
• [10] O’Driscoll M.: „Spinel review”, Indust. Miner., 324, (1994), 35-49.
• [11] Ondik H.M., McMurdi H.F. (Eds.): Phase Diagrams for Zirconia and Zirconia Systems, The American Ceramic Society, Westerville, Ohio, 1998), Zr-061, 49.
• [12] Ruff O., Bert F., Stephan E.: Z. angor. u. allgem. Chem., 180, (1929), 219.
• [13] Rigby G.R., Lovell G.H.B., Green A.T.: Trans. Brit. Ceram. Soc., 45, (1946), 137.
• [14] Nakagawa Z., Enemoto Yi In-Suk, Asano K.: „Effect of corundum/ periclase sizes on expansion behaviour during synthesis of spinel”, in Proceedings UNITECR `95,1995, 379-386.
• [15] Bailey J.T., Russell R.: „Sintered Spinel Ceramics”, Amer. Ceram. Soc. Bull., 47, (1968), 1025-1029.
• [16] Navias L.: „Preparation and properties of spinel made by vapour transport and diffusion in the system MgO-Al2O3”, J. Amer. Ceram. Soc., 44, (1961), 434-446.
• [17] Angers R., Tremblay R., Chaklader A.C.D.: J. Am. Ceram. Soc., 57, (1974), 231.
• [18] Liddle J., Brett N.H.: „Phase Equilibria in the System CaOMgO- Al2O3-ZrO2”, Trans. and J. Brit. Ceram. Soc., 84, (1984), 128-134.
• [19] Slag Atlas, 2nd Edition, Edited by VDEh, Verlag Staleisen GmbH, D-Düsseldorf, 1995, Fig. 3.19.