Search papers

Article details

  • Materiały Ceramiczne/Ceramic Materials
  • Vol: 70, Issue: 4, 2018
  • pp: 333-344

download: article (PL)

Influence of the M-S-H gel phases on preparation of the Al2O3-based refractory ceramics

Abstract (EN)

Spinel with chemical formula of MgAl2O4 is the only stable phase in the two-component Al2O3-MgO system, which melts congruently at 2105 °C. It is attracting increasing interest as a component of refractory materials used in thermal devices of the metallurgical industry due to its good mechanical properties at high temperatures and high corrosion resistance to alkaline substances.

The aim of this work was to investigate the mechanism of high temperature reactions in systems that simulate the fine-grained matrix of refractory corundum-spinel castables. For this purpose, the sinterability of the aluminium oxide micropowder without and in the presence of a mineralizer, which was a highly disordered M-S-H phase, was studied. Corundum-spinel ceramic materials modified with silicon compounds were obtained as a result of the reaction sintering of Al2O3 in the presence of a mineralizer and in suitably selected synthesis conditions. Both the initial M-S-H phase and the obtained corundum sinters were subjected to phase composition, structure and microstructure analysis, using the following research techniques: XRD, FT-IR and SEM-EDS, respectively.

As a result of the conducted research, it was found that by choosing the parameters of the synthesis process, one can influence the physico-chemical properties of the refractory ceramics from the MgO-Al2O3-SiO2 system, thus creating a broad spectrum of its applications.

Keywords (EN): M-S-H, Refractories, Corundum sinters, Spinel MgAl2O4

Wpływ fazy M-S-H na otrzymywanie spieków wysokoogniotrwałych na bazie Al2O3

Tyrała K., Prorok R., Madej D.

Abstract (PL)

Spinel właściwy MgAl2O4 jest jedynym związkiem w układzie dwuskładnikowym MgO-Al2O3, który topi się w sposób kongruentny w temperaturze 2105 °C. Ze względu na jego dobre właściwości mechaniczne w wysokich temperaturach oraz dobrą odporność chemiczną na działanie substancji zasadowych znajduje coraz większe zastosowanie jako składnik materiałów ogniotrwałych, które wykorzystywane są do produkcji wyłożeń ogniotrwałych urządzeń cieplnych przemysłu metalurgicznego.

W niniejszej pracy analizowano mechanizm wysokotemperaturowych reakcji w układach symulujących drobnoziarnistą osnowę betonu ogniotrwałego korundowo- spinelowego. W tym celu przeprowadzono badania spiekalności mikroproszku tlenku glinu bez oraz w obecności mineralizatora, który stanowiła wysoko nieuporządkowana faza M-S-H. W wyniku reakcyjnego spiekania Al2O3 w obecności mineralizatora i w odpowiednio dobranych warunkach syntezy otrzymano materiały ceramiczne korundowo-spinelowe modyfikowane związkami krzemu.

Zarówno wyjściową fazę M-S-H, jak również otrzymane z jej dodatkiem spieki korundowe poddano badaniom składu fazowego, struktury i mikrostruktury, wykorzystując odpowiednio następujące techniki badawcze: XRD, FT-IR i SEM-EDS.

W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że poprzez dobór parametrów procesu syntezy można wpływać na właściwości fizykochemiczne ceramiki ogniotrwałej z układu MgO-Al2O3-SiO2, tworząc w ten sposób szerokie spektrum jej zastosowań.

Keywords (PL): M-S-H, materiały ogniotrwałe, spieki korundowe, spinel MgAl2O4

return…