Certi rifiuti industriali sò stati dimustrati utili in a pruduzzione di ceramiche mullite. Quessi rifiuti industriali sò ricchi di certi ossidi metallichi cum'è a silice (SiO2) è l'alumina (Al2O3). Questu dà à i rifiuti u putenziale per esse aduprati cum'è fonte di materiale di partenza per a preparazione di ceramiche mullite. U scopu di questu articulu di rivista hè di cumpilà è rivedere diversi metudi di preparazione di ceramiche mullite chì anu utilizatu una varietà di rifiuti industriali cum'è materiali di partenza. Questa rivista descrive ancu e temperature di sinterizzazione è l'additivi chimichi aduprati in a preparazione è i so effetti. Un paragone di a resistenza meccanica è di l'espansione termica di e ceramiche mullite preparate da diversi rifiuti industriali hè statu ancu trattatu in questu travagliu.
A mullite, cumunamente denotata cum'è 3Al2O3∙2SiO2, hè un eccellente materiale ceramicu per via di e so proprietà fisiche straordinarie. Hà un puntu di fusione altu, un bassu coefficientu di dilatazione termica, una alta resistenza à alte temperature è pussede sia resistenza à i shock termichi sia resistenza à u creep [1]. Queste proprietà termiche è meccaniche straordinarie permettenu à u materiale di esse adupratu in applicazioni cum'è refrattari, mobili di forni, substrati per convertitori catalitici, tubi di forni è schermi termichi.
A mullite si pò truvà solu cum'è minerale raru in Mull Island, Scozia [2]. A causa di a so rara esistenza in natura, tutte e ceramiche mullite aduprate in l'industria sò artificiali. Molte ricerche sò state fatte per preparà ceramiche mullite aduprendu diversi precursori, partendu sia da chimichi di qualità industriale/di laburatoriu [3] sia da minerali aluminosilicati naturali [4]. Tuttavia, u costu di sti materiali di partenza hè caru, chì sò sintetizzati o estratti in anticipu. Da anni, i circadori cercanu alternative ecunomiche per sintetizà a ceramica mullite. Dunque, numerosi precursori di mullite derivati da rifiuti industriali sò stati segnalati in a literatura. Quessi rifiuti industriali anu un altu cuntenutu di silice è alumina utili, chì sò i cumposti chimichi essenziali necessarii per pruduce ceramiche mullite. Altri vantaghji di l'usu di sti rifiuti industriali sò u risparmiu energeticu è di costi se i rifiuti fussinu deviati è riutilizzati cum'è materiale d'ingegneria. Inoltre, questu puderia ancu aiutà à riduce u pesu ambientale è à migliurà u so benefiziu ecunomicu.
Per investigà se i rifiuti elettroceramici puri puderanu esse aduprati per sintetizà a ceramica mullite, sò stati paragunati i rifiuti elettroceramici puri mischiati cù polveri d'alumina è i rifiuti elettroceramici puri cum'è materie prime. Sò stati investigati l'effetti di a cumpusizione di e materie prime è di a temperatura di sinterizazione nantu à a microstruttura è e proprietà fisiche di a ceramica mullite. A XRD è u SEM sò stati aduprati per studià a cumpusizione di fase è a microstruttura.
I risultati mostranu chì u cuntenutu di mullite aumenta cù l'aumentu di a temperatura di sinterizazione, è à u listessu tempu a densità apparente aumenta. E materie prime sò i rifiuti elettroceramici puri, dunque l'attività di sinterizazione hè più grande, è u prucessu di sinterizazione pò esse acceleratu, è a densità hè ancu aumentata. Quandu a mullite hè preparata solu da i rifiuti elettroceramici, a densità apparente è a resistenza à a compressione sò più grande, a porosità hè più chjuca, è e proprietà fisiche cumplete saranu e migliori.
Spinti da a necessità di alternative à bassu costu è rispettose di l'ambiente, parechji sforzi di ricerca anu utilizatu una varietà di rifiuti industriali cum'è materie prime per pruduce ceramiche mullite. I metudi di trasfurmazione, e temperature di sinterizzazione è l'additivi chimichi sò stati rivisti. U metudu di trasfurmazione tradiziunale chì implicava a miscelazione, a pressatura è a sinterizzazione per reazione di u precursore mullite era u metudu u più cumunamente utilizatu per via di a so simplicità è di a so efficacia in termini di costi. Ancu s'è questu metudu hè capace di pruduce ceramiche mullite porose, e porosità apparenti di a ceramica mullite risultante sò state segnalate cum'è rimanendu sottu à u 50%. D’altronde, a fusione per congelazione hè stata dimustrata capace di pruduce ceramica mullite altamente porosa, cù una porosità apparente di u 67%, ancu à una temperatura di sinterizzazione assai alta di 1500 °C. Hè stata realizata una rivista di e temperature di sinterizzazione è di i diversi additivi chimichi utilizati in a pruduzzione di mullite. Hè desiderabile aduprà una temperatura di sinterizzazione superiore à 1500 °C per a pruduzzione di mullite, per via di a più alta velocità di reazione trà Al2O3 è SiO2 in u precursore. Tuttavia, un cuntenutu eccessivu di silice assuciatu à l'impurità in u precursore puderia purtà à a deformazione o à a fusione di u campione durante a sinterizzazione à alta temperatura. In quantu à l'additivi chimichi, CaF2, H3BO3, Na2SO4, TiO2, AlF3 è MoO3 sò stati signalati cum'è un aiutu efficace per abbassà a temperatura di sinterizzazione, mentre chì V2O5, ZrO2 drogatu cù Y2O3 è 3Y-PSZ ponu esse aduprati per prumove a densificazione per a ceramica mullite. U drogaggio cù additivi chimichi cum'è AlF3, Na2SO4, NaH2PO4·2H2O, V2O5 è MgO hà aiutatu a crescita anisotropica di i whiskers di mullite, chì successivamente hà migliuratu a resistenza fisica è a tenacità di a ceramica mullite.
Data di publicazione: 29 d'aostu 2023