مطالعات و مدلسازی زینتر شدن مواد نسوز شاهوتی

پیشرفت های قرن اخیر در صنایع متالورژی وابستگی زیادی به تولید و تکامل مواد نسوز داشته است و از طرفی فرآیند پخت و زینتر شدن نقش اساسی در کیفیت تولیدات نسوز دارد. در این پروژه پس از بررسی مدل های مختلف زینتر شدن مواد سرامیکی و مطالعه مواد نسوزشاموتی و فرآیند تولید آن، آزمایشات مختلفی روی دو نمونه مواد اولیه تولیدات نسوز شاموتی ذوب آهن انجام گرفته است . نمونه های آزمایشی بصورت رینگ تحت فشار 300 kg/cm2 تهیه گردید. نمونه a شامل شاموت سمیرم و خاک چسبنده رباط کریم و نمونه b شامل شاموت سمیرم و خاک چسبنده آباده بوده است . نمونه b دردمای 1300 c درجه سانتیگراد و زمان های 1 و 2 و 4 و 8 ساعت و نمونه b در دمای 1300 c درجه سانتیگراد و زمان های 1 و 2 و 3 و 4 و 5، 4 و 6 و 7 و 8 و 9 و 10 و 12 ساعت مورد عمل پخت واقع گردید. وزن مخصوص ، تخلخل ظاهری و کلی برای حداقل سه نمونه در هر مورد اندازه گیری شد. مدت 4 ساعت پخت شرایط خوبی را نشان داد. در مرحه بعد نمونه a در دماهای 1200 و 1250 و 1300 و 1350 و 1400 و 1450 و 1500 و 1550 و 1600 درجه سانتی گراد هر کدام به مدت 4 ساعت پخته شد و آزمایشات مربوطه انجام گرفت ، دمای 1400 حداقل تخلخل کلی و تراکم مناسب را نشان داد. مطالعات میکروسکوپ الکترونی در مورد تمام نمونه های b صورت گرفت و میزان، شکل و توزیع تخلخل کلی مشاهده شد. از دستاوردهای جالب این مشاهدات آن بود که فازارزنده مولیت تمایل دارد در جوار سطوح داخلی تخلخل گسترش یابد، شاید به این دلیل که سطح درونی حفره یک منطقه پرانرژی است و شرایط ترمودینامیکی بهتری برای استحاله فازی و جوانه زنی مولیت از زمینه شیشه ای وجود دارد، احتمالا" سهولت رشد کریستالهای سوزنی شکل مولیت در فضای آزاد درون تخلخل نیز موثر است . این مسئله تا آنجا که مطالعات ما صورت گرفته در هیچ مقاله علمی گزارش نشده است و ازنظر علمی جالب توجه و حائز اهمیت بوده و ازنظر کاربردی معیار ارزشمندی برای کنترل اندازه و توزیع تخلخل را مطرح میسازد، حال آنکه تخلخل اکثرا" بعنوان عامل منفی در استحکام مواد نسوز مطرح بوده است . در بخش دیگری از مطالعات پروژه سه نقطه نظر دیگر در تغییر ترکیب مواد در شرایط پخت c 1300 درجه سانتیگراد و 4 ساعت مورد ارزیابی قرار گرفت . اول آنکه نمونه b با 8و 15 و 30 درصد گرافیت تهیه و در محیط احیائی پخته شد. گرافیت بیشتر موجب افزایش تخلخل و کاهش وزن مخصوص گردید. دوم آنکه به شاموت آرژیلیت درصدهای مختلف 5ˆ17 و 5ˆ19 و 25 و 35 درصد خاک چسبنده آباده اضافه و زینتر گردید . افزایش خاک چسبنده کاهش تخلخل و افزایش وزن مخصوص را به همراه داشت . سوم آنکه مخلوط شاموت سمیرم در سه نوع دانه بندی ریزو متوسط و درشت همراه با 20 خاک چسبنده آباده تهیه و پس از پخت مشخص گردید که دانه بندی درشت شاموت تراکم پذیری بهتری دارد. برای تکمیل اطلاعات پخت اولیه خاک نسوز سمیرم شاموت نشده در دو دمای 1300 c درجه سانتیگراد و 1450 c درجه سانتیگراد بمدت 4 ساعت صورت گرفت که انقباض شدید و حالت تاب برداشتگی و ترک در نمونه ها در نتیجه خروج آب هیدراته ظاهر شد و پخت دمای پائین تر تراکم بهتری نشان داد. این خود دلیلی بر تولید نسوزهای شاموتی در دو مرحله پخت اولیه و ثانویه می باشد. بررسی مقایسه یافته های آزمایشی نمونه b با پیش بینی مدلهای موجود انجام گرفت . تغییرات تخلخل در دمای ثابت و زمانهای متفاوت سیستماتیک نبوده و در مورد زمان ثابت دماهای متفاوت ، در نهایت رابطه ارائه شده توسط آقای دکتر احمد منشی بصورت زیر بهترین انطباق را نشان داد. p=16.8981 exp