Mgo-mgal2o4-sno2 Kompozit Refrakterlerîn Mekanik Özellikleri ve Isıl Performansı

Abstract

MgO esaslı refrakterlere spinel ilavesi ısıl şok direnci arttırmasına rağmen, MgO-spinel (M-S) refrakterlerin mekanik özellikleri oldukça düşüktür. M-S’e değişik oranlarda SnO2 ilavesiyle mekanik özelliklerde önemli ölçüde iyileşme gözlenmiştir. M-S-SnO2 içerikli malzemelerin optimum kimyasal kompozisyonu belirlenerek, mekanik özelliklerindeki iyileşmeyi sağlayan parametreler ile mikroyapısal değişimler arasındaki ilişkiler detaylı olarak incelenmiştir. M-S-SnO2 refrakterlerin mekanik özelliklerinin iyileşmesindeki temel parametreler: a) yapıda oluşan mikroçatlakların SnO2 içerikli tanecikler (Mg2SnO4) üzerine geldiğinde, spinel tanelerinden daha etkili bir biçimde, birbirlerine bir ağ şeklinde bağlanarak dallanması, sapması veya SnO2 içerikli tanecikler ile gözeneklere ulaştığında durması, b) kırılma tipinde: spinel ilavesiyle taneler-arası kırılmaya ve SnO2 ilavesiyle tane-içi kırılmaya doğru eğilim oluşturan dönüşümler, ayrıca katkı ilavesiyle c) kritik hata boyutu, d) iş enerjisi ile e) yoğunluk değerlerinin artması ve f) MgO tane boyutu değerlerinin azalması olarak tespit edilmiştir. Ayrıca, çatlağın başlama ve ilerleme direncini gösteren ısıl stres/şok parametreleri olan R ve R''' ile şiddetli ısıl gerilim şartları altında uzun çatlakların ilerlemesi için gerekli olan maksimum sıcaklık farkındaki iyileşmeyi belirleyen Rst parametreleri, malzemelerin ısıl şok davranışlarını tespit etmek amacıyla hesaplanmıştır. M-S-SnO2 refrakterlerin ısıl stress/şok verileri M-S malzemelerden önemli derecede yüksektir. Bu da endüstriyel kullanımda yüksek sıcaklıklarda M- S-SnO2 refrakterlerde oluşabilecek düşük mukavemet kaybıyla, yüksek ısıl şok hasar direnciyle ve daha uzun servis ömrüyle bütünleşmektedir.