SnO2 ilavesiyle MgO-MgAl2O4 kompozit refrakterlerin mekanik özelliklerinin ısıl şok ve korozyon davranışlarının araştırılması

Abstract

SnO2'in değişik oranlarda MgO-spinel'e ilavesiyle elde edilen farklı kompozisyonlardaki kompozit refrakter malzemelerin mekanik özellikleri, ısıl şok ve korozyon davranışları incelenerek, meydana gelen değişiklikler tespit edilmiştir ve bu faktörleri etkileyen parametreler araştırılmıştır. Farklı kompozisyonlarda üretilen refrakterlerin; yoğunluk, mukavemet, elastik modül, kırılma tokluğu, kırılma yüzey enerjisi, iş enerjisi, kritik hata boyutu ve ortalama MgO tane boyutu verileri ölçülerek değerlendirilmiştir. Ayrıca; MgO-spinel'e SnO2 ilavesiyle yeni faz oluşumu ve meydana gelen mikroyapısal değişiklikler: XRD ölçümleri ve SEM analizleri ile tespit edilmiştir. Farklı kompozisyonların mekanik özellikleri ile yapısal değişimleri arasındaki ilişkiler tespit edilmiştir. Refrakter malzemelerin yüksek sıcaklık performansını tespit etmek için kullanılan ısıl stres/Gok parametreleri (R, R''', R'''', Rst) ve γWOF/γS oranları hesaplanmıştır. 500 °C ve 1000 °C'lerde test edilen numunelerin ısıl şok davranışları incelenmiştir ve ölçülen mekanik özelliklerin değerlendirilmesiyle yüksek ısıl şok direnci gösteren kompozisyonlar belirlenmiştir. Ayrıca; korozyon testleri yapılan refrakterlerde korozyona uğrayan bölgelerin: i) penetrasyon, ii) derinlik, iii) genişlik ve iv) yayılma alanları ölçülerek korozyon dirençleri belirlenmiştir. Yüksek performans gösteren optimum kompozisyonlar tespit edilmiştir. SnO2'in MgO-spinel'e ilavesiyle refrakter malzemelerin mekanik özelliklerinde, ısıl şok ve korozyon dirençlerinde önemli ölçüde iyileşmeler sağlanmıştır.