የተጣራ የኤሌክትሮሴራሚክስ ቆሻሻ ሙላይት ሴራሚክስን ለማዋሃድ ጥቅም ላይ ሊውል ይችል እንደሆነ?

አንዳንድ የኢንዱስትሪ ቆሻሻዎች የሙላይት ሴራሚክስ ለማምረት ጠቃሚ እንደሆኑ ታይቷል። እነዚህ የኢንዱስትሪ ቆሻሻዎች እንደ ሲሊካ (SiO2) እና አሉሚና (Al2O3) ባሉ የተወሰኑ የብረት ኦክሳይድ የበለፀጉ ናቸው። ይህም ቆሻሻዎችን ለሙላይት ሴራሚክስ ዝግጅት እንደ መነሻ ቁሳቁስ ጥቅም ላይ የማዋል እድል ይሰጣል። የዚህ የግምገማ ወረቀት ዓላማ የተለያዩ የኢንዱስትሪ ቆሻሻዎችን እንደ መነሻ ቁሳቁሶች የተጠቀሙ የተለያዩ የሙላይት ሴራሚክስ ዝግጅት ዘዴዎችን ማጠናቀር እና መገምገም ነው። ይህ ግምገማ በዝግጅቱ ውስጥ ጥቅም ላይ የዋሉትን የሳይንቴሪንግ የሙቀት መጠኖችን እና የኬሚካል ተጨማሪዎችን እና ውጤቶቹን ይገልጻል። ከተለያዩ የኢንዱስትሪ ቆሻሻዎች የተዘጋጁ የተዘገበው የሙላይት ሴራሚክስ ሜካኒካል ጥንካሬ እና የሙቀት መስፋፋት ንፅፅር በዚህ ሥራ ውስጥም ተብራርቷል።

ሙላይት፣ በተለምዶ 3Al2O3∙2SiO2 ተብሎ የሚጠራ፣ እጅግ በጣም ጥሩ የሆነ የሴራሚክ ቁሳቁስ ሲሆን እጅግ በጣም ጥሩ የሆነ የሴራሚክ ቁሳቁስ ነው። ከፍተኛ የማቅለጥ ነጥብ፣ ዝቅተኛ የሙቀት መስፋፋት ኮፊሸንት፣ ከፍተኛ የሙቀት መጠን ላይ ከፍተኛ ጥንካሬ እና የሙቀት ድንጋጤ እና የመንሸራተት መቋቋም ችሎታ አለው [1]። እነዚህ ያልተለመዱ የሙቀት እና የሜካኒካል ባህሪያት ቁሱ እንደ ሪፍራክተሮች፣ የእቶን የቤት እቃዎች፣ ለካታሊቲክ ኮንቨርተሮች ንጣፎች፣ የእቶን ቱቦዎች እና የሙቀት መከላከያዎች ባሉ አፕሊኬሽኖች ውስጥ ጥቅም ላይ እንዲውል ያስችላሉ።

ሙላይት በስኮትላንድ ሙላይት ደሴት [2] ውስጥ እንደ አነስተኛ ማዕድን ብቻ ​​ነው የሚገኘው። በተፈጥሮው ብርቅዬ በመሆኑ፣ በኢንዱስትሪ ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውሉት ሁሉም የሙላይት ሴራሚክስ በሰው ሰራሽ የተሠሩ ናቸው። የተለያዩ ቅድመ-ቅድመ-ተከላዎችን በመጠቀም የሙላይት ሴራሚክስ ለማዘጋጀት ብዙ ምርምር ተደርጓል፣ ከኢንዱስትሪ/ላቦራቶሪ ደረጃ ኬሚካል [3] ወይም በተፈጥሮ ከሚገኙ አሉሚኖሲሊኬት ማዕድናት [4] ጀምሮ። ሆኖም፣ የእነዚህ የመነሻ ቁሳቁሶች ዋጋ ውድ ነው፣ እነዚህም ቀደም ብለው የሚመረቱ ወይም የሚመረቱ ናቸው። ለዓመታት ተመራማሪዎች የሙላይት ሴራሚክስን ለማዋሃድ ኢኮኖሚያዊ አማራጮችን ሲፈልጉ ቆይተዋል። ስለዚህ፣ ከኢንዱስትሪ ቆሻሻዎች የተገኙ በርካታ የሙላይት ቅድመ-ተከላዎች በሥነ-ጽሑፍ ውስጥ ተዘግበዋል። እነዚህ የኢንዱስትሪ ቆሻሻዎች የሙላይት ሴራሚክስ ለማምረት የሚያስፈልጉ አስፈላጊ የኬሚካል ውህዶች የሆኑት ጠቃሚ ሲሊካ እና አሉሚና ከፍተኛ ይዘት አላቸው። እነዚህን የኢንዱስትሪ ቆሻሻዎች የመጠቀም ሌሎች ጥቅሞች ቆሻሻዎቹ አቅጣጫቸውን ቀይረው እንደ ምህንድስና ቁሳቁስ እንደገና ጥቅም ላይ ከዋሉ የኃይል እና የወጪ ቁጠባ ናቸው። በተጨማሪም፣ ይህ የአካባቢ ሸክሙን ለመቀነስ እና ኢኮኖሚያዊ ጥቅሙን ለማሳደግ ሊረዳ ይችላል።

የሙላይት ሴራሚክስ ንፁህ የኤሌክትሮሴራሚክስ ቆሻሻን ለማዋሃድ ጥቅም ላይ ሊውል ይችል እንደሆነ ለመመርመር፣ ከአሉሚና ዱቄቶች እና ከንፁህ የኤሌክትሮሴራሚክስ ቆሻሻ ጋር እንደ ጥሬ ዕቃዎች የተቀላቀለው የንፁህ የኤሌክትሮሴራሚክስ ቆሻሻ ተነጻጽሯል። የጥሬ ዕቃዎች ስብጥር እና የሲንቴሪንግ ሙቀት በሙላይት ሴራሚክስ ማይክሮስትራክቸር እና አካላዊ ባህሪያት ላይ የሚያስከትለው ተጽእኖ ተመርምሯል። የደረጃ ስብጥር እና ማይክሮስትራክቸርን ለማጥናት XRD እና SEM ጥቅም ላይ ውለዋል።

ውጤቶቹ እንደሚያሳዩት የሙላይት ይዘት የሲንቴሪንግ ሙቀት መጨመር ጋር ይጨምራል፣ እና በተመሳሳይ ጊዜ የጅምላ ጥግግት ይጨምራል። ጥሬ እቃዎቹ ንፁህ የኤሌክትሮሴራሚክስ ብክነት ናቸው፣ ስለዚህ የሲንቴሪንግ እንቅስቃሴው የበለጠ ይሆናል፣ እና የሲንቴሪንግ ሂደቱ ሊፋጠን ይችላል፣ እና ጥግግት እንዲሁ ይጨምራል። ሙላይት በኤሌክትሮሴራሚክስ ብክነት ብቻ ሲዘጋጅ፣ የጅምላ ጥግግት እና የመጭመቂያ ጥንካሬ ትልቁ ይሆናል፣ ቀዳዳው አነስተኛ ነው፣ እና አጠቃላይ አካላዊ ባህሪያት ምርጥ ይሆናሉ።

በዝቅተኛ ወጪ እና ለአካባቢ ተስማሚ የሆኑ አማራጮች አስፈላጊነት ምክንያት፣ ብዙ የምርምር ጥረቶች የተለያዩ የኢንዱስትሪ ቆሻሻዎችን ሙላይት ሴራሚክስ ለማምረት እንደ መነሻ ቁሳቁሶች ተጠቅመዋል። የማቀነባበሪያ ዘዴዎች፣ የሲንቴሪንግ የሙቀት መጠኖች እና የኬሚካል ተጨማሪዎች ተገምግመዋል። የሙላይት ቅድመ-ዝግጅትን ማደባለቅ፣ መጫን እና የምላሽ ሲንቴሪንግን ያካተተው ባህላዊ የመንገድ ማቀነባበሪያ ዘዴ በቀላልነቱ እና በዋጋ አዋጭነቱ ምክንያት በብዛት ጥቅም ላይ የዋለው ዘዴ ነበር። ምንም እንኳን ይህ ዘዴ ቀዳዳ ያለው ሙላይት ሴራሚክስ ማምረት ቢችልም፣ የተገኘው የሙላይት ሴራሚክስ ግልጽ የሆኑ ቀዳዳዎች ከ50% በታች እንደሆኑ ተዘግቧል። በሌላ በኩል ደግሞ የቀዘቀዘ ቀረጻ ከፍተኛ ቀዳዳ ያለው ሙላይት ሴራሚክ ማምረት እንደሚችል ታይቷል፣ በ1500 °C በጣም ከፍተኛ በሆነ የሲንቴሪንግ የሙቀት መጠን እንኳን 67% ግልጽ የሆነ ቀዳዳ ያለው ሙላይት ሴራሚክ። የሙላይት ምርት ውስጥ ጥቅም ላይ የዋሉትን የሲንቴሪንግ የሙቀት መጠኖች እና የተለያዩ የኬሚካል ተጨማሪዎች ግምገማ ተካሂዷል። በፕሪንቴሪየር ውስጥ በአል2O3 እና SiO2 መካከል ባለው ከፍተኛ የምላሽ መጠን ምክንያት ለሙላይት ምርት ከ1500 °C በላይ የሆነ የሲንቴሪንግ የሙቀት መጠን መጠቀም ይመከራል። ይሁን እንጂ፣ በፕሪከርደሩ ውስጥ ካለው ቆሻሻ ጋር የተያያዘው ከመጠን በላይ የሆነ የሲሊካ ይዘት በከፍተኛ ሙቀት ሲንቴሪንግ ወቅት የናሙና መበላሸት ወይም መቅለጥ ሊያስከትል ይችላል። የኬሚካል ተጨማሪዎችን በተመለከተ፣ CaF2፣ H3BO3፣ Na2SO4፣ TiO2፣ AlF3 እና MoO3 የሲንቴሪንግ ሙቀትን ለመቀነስ ውጤታማ እገዛ እንደሆኑ ሪፖርት ተደርገዋል፣ V2O5፣ Y2O3-doped ZrO2 እና 3Y-PSZ ደግሞ ለሙላይት ሴራሚክስ ጥግግትን ለማበረታታት ሊያገለግሉ ይችላሉ። እንደ AlF3፣ Na2SO4፣ NaH2PO4·2H2O፣ V2O5 እና MgO ባሉ የኬሚካል ተጨማሪዎች ዶፒንግ የሙላይት ጢም አኒሶትሮፒክ እድገትን ረድቷል፣ ይህም በኋላ የሙላይት ሴራሚክስ አካላዊ ጥንካሬ እና ጥንካሬን አሻሽሏል።