بهبود مقاومت به هیدراتاسیون دیرگدازهای منیزیت-دولومایتی (MgO-CaO) با استفاده از نانو ذرات اکسید زیرکونیم

دیرگدازهای منیزیت-دولومیتی، محصولات قلیایی از دولومای پخت شده (ذوبی) و منیزیای پخت شده (ذوبی) هستند که دارای 50-80% وزنی منیزیا می باشند. این دیرگدازها دارای مزایای زیادی از جمله مقاومت به خوردگی بالا در مقابل سرباره بازی، عملکرد دمایی بالا(دیرگدازی بالا)، توانایی تولید فولاد مذاب تمیز و صرفه اقتصادی (به دلیل وجود منابع فراوان از دولومیت و منیزیت در ایران) می باشند. با این وجود، استفاده از این نوع دیرگدازها به دلیل مقاومت به هیدراتاسیون ضعیف در صنایع مختلف با محدودیت روبه رو شده است. در فعالیت حاضر اثر افزودن نانو ذرات اکسید زیرکونیم بر ریزساختار و مقاومت به هیدراتاسیون دیرگدازهای منیزیا- دولومایی حاوی 35 % وزنی اکسید کلسیم (CaO) مورد بررسی قرار گرفته است. نمونه های استوانه ای پس از شکل دهی با پرس تحت فشار MPa 90 در دمای °C 110 به مدت 24 ساعت خشک و با سرعت °C/min 5 به دمای °C 1650 رسیده و به مدت 3 ساعت در این دما نگهداری شدند. نتایج نشان داد که در اثر افزودن نانو ذرات اکسید زیرکونیم در دمای زینترینگ نمونه ها، به دلیل بزرگ تر بودن شعاع اتمی Ca از Mg و در نتیجه کم تر بودن استحکام پیوند Ca-O از Mg-O تمایل جایگزینی کاتیون هایZr+4 با کاتیون های Ca2+ درشبکه CaO نسبت بهMg2+ در شبکه MgO بیش تر بوده و باعث تشکیل فاز زیرکونات کلسیم (CaZrO3) شده است. مطابق نتایج به دست آمده می توان گفت کاهش CaO آزاد موجود در دولوما به واسطه تشکیل فاز(CaZrO3) و همچنین تشکیل حفرات به واسطه جایگزینی های کاتیونی در شبکه، باعث افزایش نفوذ و در نهایت تسهیل فرآیند زینترینگ شده و همین امر سبب ایجاد ساختار متراکم تر و مقاوم در برابر هیدراتاسیون شده است.