Badania mechanizmu dehydratacji uwodnionego glinianu wapniowo-cyrkonowego

• Autorzy: Madej D. , Szczerba J.

Warianty tytułu

EN

Investigation of the mechanism of dehydration of hydrated calcium zirconium aluminate

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań składu fazowego oraz mikrostruktury zaczynu glinianu wapniowo-cyrkonowego (układ Ca7ZrAl6O18-woda) sezonowanego w warunkach otoczenia, a następnie poddanego obróbce termicznej w zakresie temperatur 100-900 °C. Wykorzystano następujące metody pomiarowe: XRD, FT-IR oraz SEM/EDS. Dehydratacja heksagonalnych hydratów C-A-H (C ≡ CaO, A ≡ Al2O3, H ≡ H2O), powstałych w zaczynie Ca7ZrAl6O18-woda sezonowanym w temperaturze otoczenia, przechodzi częściowo przez stadium pośrednie tworzenia się C3AH6 w warunkach odparowania wody fizycznie związanej i częściowego usunięcia wody chemicznie związanej, a następnie rozkładu hydratów do bezwodnych glinianów wapnia typu faz C5A3, C12A7 i C3A. Dodatkowo w badanym układzie stwierdzono obecność fazy o nieznanym dotąd składzie chemicznym, należącej do układu CaO-Al2O3-ZrO2, która utworzyła otoczkę na niezhydratyzowanych ziarnach Ca7ZrAl6O18, a także cyrkonian wapnia – CaZrO3.

EN

In this paper, the results of investigation of the phase composition and microstructure of hydrated calcium zirconium aluminate paste are presented. The paste was first cured at room temperature, and then additionally heat treated at a temperature located within a temperature range of 100-900°C. The XRD, FT-IR and SEM/EDS techniques were used for characterization of the hydrated and dehydrated samples. The dehydration process of hexagonal calcium aluminate hydrates C-A-H (C ≡ CaO, A ≡ Al2O3, H ≡ H2O) proceeded through a transitory stage of the C3AH6 formation due to evaporation of physically bonded water, and partial removal of chemically bonded one; as a result, anhydrous calcium aluminates, C5A3, C12A7 and C3A were formed. Additionally, both an unknown ternary compound belonging the CaO-Al2O3-ZrO2 system, forming dehydrated rings on the unhydrated core of Ca7ZrAl6O18 grains, and calcium zirconate, CaZrO3, were identified.

Słowa kluczowe

PL

glinian wapniowo-cyrkonowy; hydratacja; dehydratacja; XRD; FTIR; SEM-EDS

EN

Calcium zirconium aluminate; hydration; dehydration; XRD; FTIR; SEM/EDS

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2015
• Tom: T. 67, nr 3
• Strony: 257--261
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Madej D.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Katedra Ceramiki i Materiałów Ogniotrwałych, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Szczerba J.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Katedra Ceramiki i Materiałów Ogniotrwałych, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• [1] Berezhnoi, A. S., Kordyuk, R. A.: Melting diagram of the system CaO-Al2O3-ZrO2, Dopovidi Akademii Nauk Ukrainskoi RSR, 10, (1963), 1344-1347.
• [2] Fukuda, K., Iwata, T., Nishiyuki, K.: Crystal structure structural disorder, and hydration behavior of calcium zirconium aluminate, Ca7ZrAl6O18, Chem. Mater.,19, (2007), 3726-3731.
• [3] Madej, D., Szczerba, J., Nocuń-Wczelik, W., Gajerski, R.: Hydration of Ca7ZrAl6O18 phase, Ceram. Int., 38, (2012), 3821-3827.
• [4] Szczerba, J., Madej, D., Snieżek, E., Prorok, R.: The application of DTA and TG methods to investigate the non-crystalline hydration products of CaAl2O4 and Ca7ZrAl6O18 compounds, Thermochim. Acta, 567, (2013), 40-45.
• [5] Madej, D., Szczerba, J., Nocuń-Wczelik, W., Gajerski, R., Hodur, K.: Studies on thermal dehydration of the hydrated Ca7ZrAl6O18 at different water-solid ratios cured at 60°C, Thermochim. Acta, 569, (2013), 55-60.
• [6] Madej, D., Szczerba, J.: Study of the hydration of calcium zirconium aluminate (Ca7ZrAl6O18) blended with reactive alumina by calorimetry, thermogravimetry and other methods, J. Therm. Anal. Calorim., (2015), DOI: 10.1007/s10973-015-4633-x .
• [7] Kokhman, A. G., Zhmoidin, G. I.: Vibrational spectra of 12CaO•7Al2O3 and 5CaO•3Al2O3crystals, J. Appl. Spectrosc., 35, 6, (1981), 1322-1326.
• [8] Fernández-Carrasco, L., Torrens-Martín, D., Morales, L. M., Martínez-Ramírez, S.: Infrared Spectroscopy in the Analysis of Building and Construction Materials, in: Theophile, T. (Ed.), Infrared Spectroscopy – Materials Science, Engineering and Technology, 2012, doi:http://dx.doi.org/10.5772/36186 ISBN: 978-953-51-0537-4.