Neki industrijski otpad se pokazao korisnim u proizvodnji mulitne keramike.Ovaj industrijski otpad bogat je određenim metalnim oksidima kao što su silicijum dioksid (SiO2) i glinica (Al2O3).To daje otpadu potencijal da se koristi kao izvor polaznog materijala za pripremu mulitne keramike.Svrha ovog preglednog rada je sastaviti i pregledati različite metode pripreme mulitne keramike koje su kao polazne materijale koristile različite industrijske otpade.Ovaj pregled takođe opisuje temperature sinterovanja i hemijske aditive koji se koriste u pripremi i njihove efekte.U ovom radu je također obrađena usporedba mehaničke čvrstoće i toplinske ekspanzije prijavljene mulitne keramike pripremljene od raznih industrijskih otpadaka.
Mulit, koji se obično označava kao 3Al2O3∙2SiO2, odličan je keramički materijal zbog svojih izvanrednih fizičkih svojstava.Ima visoku tačku topljenja, nizak koeficijent toplinske ekspanzije, visoku čvrstoću na visokim temperaturama i posjeduje otpornost na toplinski udar i puzanje [1].Ova izvanredna termička i mehanička svojstva omogućavaju da se materijal koristi u aplikacijama kao što su vatrostalni materijali, namještaj za peći, podloge za katalitičke pretvarače, cijevi za peći i toplinski štitovi.
Mulit se može naći samo kao rijedak mineral na otoku Mull u Škotskoj [2].Zbog rijetkog postojanja u prirodi, sva mulitna keramika koja se koristi u industriji je umjetna.Urađena su mnoga istraživanja za pripremu mulitne keramike korištenjem različitih prekursora, počevši od industrijskih/laboratorijskih kemikalija [3] ili prirodnih aluminosilikatnih minerala [4].Međutim, cijena ovih početnih materijala je skupa, koji se sintetiziraju ili iskopavaju unaprijed.Godinama su istraživači tražili ekonomične alternative za sintetizaciju mulitne keramike.Stoga su u literaturi prijavljeni brojni prekursori mulita koji potiču iz industrijskog otpada。 Ovaj industrijski otpad ima visok sadržaj korisnog silicijum dioksida i glinice, koji su esencijalna hemijska jedinjenja potrebna za proizvodnju mulitne keramike.Ostale prednosti korištenja ovog industrijskog otpada su ušteda energije i troškova ako se otpad preusmjeri i ponovo iskoristi kao inženjerski materijal.Nadalje, ovo bi također moglo pomoći da se smanji opterećenje okoliša i poveća njegova ekonomska korist.
Kako bi se ispitalo da li se čisti elektrokeramički otpad može koristiti za sintetizaciju mulitne keramike, upoređen je otpad od čiste elektrokeramike pomiješan s prahom glinice i otpad od čiste elektrokeramike kao sirovine. ispitivana su svojstva mulitne keramike.XRD i SEM su korišteni za proučavanje faznog sastava i mikrostrukture.
Rezultati pokazuju da se sadržaj mulita povećava sa povećanjem temperature sinterovanja, a istovremeno raste i nasipna gustina.Sirovine su čisti elektrokeramički otpad, čime je aktivnost sinterovanja veća, a proces sinterovanja se može ubrzati, a gustina se takođe povećava.Kada se mulit priprema samo od elektrokeramičkog otpada, nasipna gustina i čvrstoća na pritisak su najveće, poroznost najmanja, a sveobuhvatna fizička svojstva će biti najbolja.
Vođeni potrebom za jeftinim i ekološki prihvatljivim alternativama, mnogi istraživački napori su koristili razne industrijske otpade kao polazne materijale za proizvodnju mulitne keramike.Razmotrene su metode obrade, temperature sinterovanja i hemijski aditivi.Tradicionalna metoda obrade koja je uključivala miješanje, prešanje i reakcijsko sinteriranje mulitnog prekursora bila je najčešće korištena metoda zbog svoje jednostavnosti i isplativosti.Iako ova metoda može proizvesti poroznu mulitnu keramiku, prijavljeno je da očigledna poroznost rezultirajuće mulitne keramike ostaje ispod 50%.S druge strane, pokazalo se da lijevanje smrzavanjem može proizvesti visoko poroznu mulitnu keramiku, s prividnom poroznošću od 67%, čak i pri vrlo visokoj temperaturi sinterovanja od 1500 °C.Izvršen je pregled temperatura sinterovanja i različitih hemijskih aditiva koji se koriste u proizvodnji mulita.Poželjno je koristiti temperaturu sinterovanja iznad 1500 °C za proizvodnju mulita, zbog veće brzine reakcije između Al2O3 i SiO2 u prekursoru.Međutim, preveliki sadržaj silicijum dioksida povezan sa nečistoćama u prekursoru može dovesti do deformacije uzorka ili topljenja tokom visokotemperaturnog sinterovanja.Što se tiče hemijskih aditiva, CaF2, H3BO3, Na2SO4, TiO2, AlF3 i MoO3 su prijavljeni kao efikasna pomoć za snižavanje temperature sinterovanja, dok se V2O5, ZrO2 dopirani Y2O3 i 3Y-PSZ mogu koristiti za promicanje zgušnjavanja za mulitnu keramiku.Dopiranje hemijskim aditivima kao što su AlF3, Na2SO4, NaH2PO4·2H2O, V2O5 i MgO potpomoglo je anizotropni rast mulitnih brkova, što je naknadno povećalo fizičku snagu i žilavost mulitne keramike.
Vrijeme objave: 29.08.2023