بررسی فرایند تف‌جوشی کامپوزیت فومی شیشه - سرباره فولاد در حضور کاربید سیلیسیم

نویسندگان

پژوهشکده سرامیک، پژوهشگاه مواد و انرژی، کرج، صندوق پستی ۳۱۶-۳۱۷۸۷

چکیده

سرباره آمورف فولاد حاوی غلظت‌های مختلف ضایعات شیشه (20، 40، 50، 60 و 70 درصد وزنی)، کاربید سیلیسیم (SiC) مخلوط و کامپوزیت حاصل از آنها تهیه شد. بنابر تصاویر میکروسکوپی حرارتی، انقباضات کامپوزیت سرباره - شیشه در دمای 1050 درجه سانتی‌گراد آغاز ‌شد. در تصاویر میکروسکوپی الکترونی روبشی از ریزساختار کامپوزیت سرباره - کاربید سیلیسیم (عامل فوم‌زا)، تخلخل‌های تونل‌مانند با ابعادی در محدوده 1000-500 میکرون در اثر خروج محصولات گازی ناشی از تجزیه فاز کاربیدی، مشاهده شد. با افزودن شیشه ضایعاتی (تا 50 درصد وزنی) به این کامپوزیت و تف‌جوشی در دمای 1200 درجه سانتی‌گراد، اندازه این حفرات با کاهش10 برابری به 50 میکرون رسیده و کروی شدند. با افزایش فاز شیشه، تخلخل کلی در کامپوزیت سرباره – شیشه –کاربید سیلیسیم تا 80 درصد وزنی افزایش و استحکام تا 2/3 مگاپاسکال کاهش یافت. کامپوزیت سرباره – شیشه (با نسبت وزنی مساوی) با چگالی 8/0 گرم بر سانتی‌متر مکعب در گروه مواد فومی متخلخل طبقه‌بندی شد. همچنین وجود فاز شبه‌ولاستونیت در کامپوزیت بعد از تف‌جوشی گزارش شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation of Glass- Steel Slag Foam Composite Sintering in Presence of SiC

نویسندگان [English]

  • A. Faeghinia
  • H. Mardi
Ceramic division. Materials and Energy Research Center, Karaj, Iran.
چکیده [English]

Amorphous steel slag was blended with different concentrations of waste glass (20, 40, 50, 60, 70 wt.%) and SiC to obtain a composite. According to Hot Stage Microscopy images, slag-glass composite contractions started at 1050 ºC. scanning electron microscope micrographs of slag-SiC (foaming agent) composite revealed tunnel-like porosities of 500 to 1000 microns. Gaseous products of carbide decomposition led to the formation of these tunnel-like porosities. By adding up to 50 wt. % of waste glass to this composite and sintering at 1200 ° C, the size of cavities decreased by 10 times and achieved 50 microns to form spherical cavities. By increasing glass content, the total porosity of slag-glass-SiC increased to 80 wt.% followed by a decrease in the strength to 3.2 MPa. Having an overall density of 0.8 g/cm3, the slag-glass composite could be classified as a porous foam material. Pseudo Waltonite phase was also detected in this composite after sintering.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Slag
  • Glass
  • SiC
  • sintering
  • Foam
1. Marangoni, M., Seccobc, M., Parisattocd, M., Artiolicd, G., and Bernardoa, E., “Cellular Glass- Ceramics from a Self Foaming Mixture of Glass and Basalt Scoria”, Journal of Non Crysttaline Solids, Vol. 403, pp. 38-46, 2014.
2. Pittsburgh Corning (UK) Ltd, FOAMGLAS ® for the Building Envelope, London, EC1N 8TE.
3. Yatsenko, E. A., Goltsman, B. M., Smolii,V. A., and Kosarev, A. S., “Foamed Slag Glass- Eco- Friendly Insulating Material Based on Slag Waste”, IEEE 15th International Conference on Environment and Electrical Engineering, Vol. 0124, pp. 819-823, 2015.
4. Hojaji, H.,“Development of Foam Glass”, Structural Insulation, Vol. 136, pp. 185-206, 1988.
5. Vancea, C., and Lazǎu, I., “Glass Foam from Window Panes and Bottle Glass Wastes”, Central European Journal of Chemistry, Vol. 12, No. 7, pp. 804-811, 2014.
6. Scheffler, M., Colombo. P., and Scheffler, M., Cellular Ceramics Structure, Manufacturing, Properties and Applications, p. 315, Wiley, New York, 2006.
7. Ponsot, I., and Bernardo, E., “Self Glazed Glass Ceramic Foams from Metallurgical Slag and Recycled Glass”, Journal of Clean Products., Vol. 59, pp. 245-250, 2013.
8. Ye, Z., Wang, Y., Jiang, H., Li, N., and Liu, S., “Foamed Glass-Ceramics Made from Red-Mud”, Key Engineering Materials, Vol. 575-576, pp. 461-464, 2014.
9. Arcaro, S., de, B. G., Maia, O., Souza, M. T., Cesconeto, F. R., Granados, L., and de Oliveira, A. P. N., “Thermal Insulating Foams Produced from Glass Waste and Banana Leaves”, Materials Research, Vol. 19, No. 5, pp. 1064-1069, 2016.
10. Brusatin, G., Scarinci, G., Zampieri, L., and Colombo, P., “Foam Glass from Cullet”, Glass Machinery & Accessories, Vol. 1, 108-110, 2002.
11. Mangutova, B., Fidancevska, E., Milosevski, M., and Bossert, J., “Production of Highly Porous Glass-Ceramics from Metallurgical Slag, Fly Ash and Waste Glass”, Acta Periodica, Vol. 280, No. 35, pp. 103-110, 2004.
12. Shahsavari, P., “Investigation on Glass - Ceramic Foams from Cu Slag of Sarcheshmehe”, M.S Thesis Materials and Energy Research Centere, 2016.
13. Nouhi, S., “Investigation on Foamng and Sinterability of Sodalime Glass by Iron and Manganes Additives”, M.S Thesis Materials and Energy Research Centere, 2012.
14. Titi, N. S., Yadi, A. A., Erabi, Y. L., Enhaoua, F. B., Enzerga, R. B., and Egendre, L. L., “Preparation and Characterization of Foam Glass Based Waste”, Asian Journal of Chemistry, Vol. 23, No. 8, pp. 3384-3386, 2011.
15. Cambon, M., and Liautard, B., “Development of a Way to Recycle Waste Glasses: Preparation of Porous Materials from Cathode-Ray-Tubes and/or Packaging Glasses at the End of Their”, Waste Management and the Environment III, WIT Transactions on Ecology and the Environment, Vol 92, p. 287, 2006.
16. Bernardo, E., Cedro, R., Florean, M., and Hreglich, S., “Reutilization and Stabilization of Wastes by the Production of Glass Foams”, Ceramics International, Vol. 33, No. 0272, p. 963-968, 2007.

ارتقاء امنیت وب با وف ایرانی