ZrSiO4-ZrO2-Y2O3 ilaveli MgO-MgAl2O4 ile MgO-FeAl2O4 kompozit refrakter malzemelerin mekanik özellikleri, ısıl şok ve korozyon davranışları

Abstract

Yeni kompozit refrakter malzemeler: i) MgO-MgAl₂O₄'e değişen oranlarda ZrSiO₄+Y2O₃, ZrO₂+Y2O₃ ve hersinit ilaveleriyle; ve ayrıca ii) MgO-Hersinit'e farklı oranlarda spinel (MgAl₂O₄) ve zirkon (ZrSiO₄) katkılarının ilave edilmesiyle üretilmiştir. Üretilen bu malzemelerin mekanik özellikleri, 500 °C ile 1000 °C'lerde ısıl şok direnci ve korozyon davranışları incelenmiş ve bu özellikleri etkileyen parametreler araştırılmıştır. Yoğunluk, relatif yoğunluk, açık gözenek, mukavemet, elastik modül, kırılma tokluğu, kırılma yüzey enerjisi, iş enerjisi, kritik hata boyutu, ortalama MgO tane boyutu değerleri ölçülmüştür, ve ısıl stres/şok parametreleri R, R''', R'''', Rst) ile γWOF/γS oranları hesaplanmıştır. Korozyon testleri yapıldıktan sonra; kompozit refrakter malzemelerin penetrasyon mesafeleri ve yayılma alanları ölçülerek, korozyon dirençleri tespit edilmiştir. Ayrıca; yeni fazların oluşumları ve meydana gelen mikroyapısal değişiklikler, XRD ölçümleri ve SEM analizleri ile belirlenmiştir. i) MgO-MgAl₂O₄'e ZrSiO₄+Y2O₃, ZrO₂+Y2O₃ ve hersinit ilaveleriyle ve ii) MgO-hersinite spinel ve zirkon ilaveleriyle elde edilen malzemelerin: mekanik özelliklerinde, ısıl şok ve korozyon dirençlerinde önemli derecede iyileşmeler sağlanmıştır. Endüstriyel uygulamalarda servis ömrü daha uzun olabilecek yeni kompozit refrakter malzemelere ilave edilen bileşenlerin optimum miktarları tespit edilmiştir.