hrvatski

Aktivirano sinteriranje magnezij-oksida

Ispitivan je proces izotermnog sinteriranja magnezij-oksida dobivenog nestehiometrijskim (80 postotnim) i prestehiometrijskim (120 postotnim) načinom taloženja magnezij-hidroksida iz morske vode dolomitnim vapnom. Proces sinteriranja proveden je pri temperaturama 1600°C i 1700°C, uz vrijeme izotermnog sinteriranja 1, 3 i 5 sati, te uz dodatak 1, 2 i 5 masenih postotaka TiO2. Tlak presanja pri izradi ispresaka iznosio je 625 MPa. Ispitivani proces jest aktivirano sinteriranje, te su postignuti rezultati veoma povoljni. Postignute su gotovo teoretske gustoće proizvoda. Dodatak TiO2 također značajno utječe na smanjivanje sadržaja B2O3 u sinteriranim uzorcima magnezij-oksida, budući da veže dio CaO u CaTiO3, stoga veći dio B2O3 iz sustava tijekom sinteriranja isparava. Dakle, dvije reakcije uzrokuju smanjenje sadržaja B2O3 tijekom izotermnog sinteriranja. To su: 2 CaO + B2O3 = Ca2B2O5 CaO + TiO2 = CaTiO3 Zbog toga je od interesa razmotriti skupno obje reakcije, budući da konačni sadržaj B2O3 u sinteriranim uzorcima ovisi o sadržaju CaO i sadržaju TiO2. Uočava se također različito ponašanje magnezij-oksida dobivenog 80 postotnim i 120 postotnim načinom taloženja magnezij-hidroksida u morskoj vodi, u odnosu na sadržaj B2O3. Kod 80 postotnog taloženja utjecaj TiO2 je veći nego kod 120 postotnog taloženja. Uzrok toj pojavi je različit sadržaj CaO u navedenim uzorcima. Kod MgO(80 postotno taloženje) već manja količina TiO2 (1 maseni postotak) veže gotovo čitav prisutan CaO, dok kod MgO(120 postotno taloženje) treba cca 2 masena postotka TiO2 da veže prisutan CaO, te stoga tek veći dodatak TiO2 (cca 5 masenih postotaka) je potrebno da veže B2O3 u Ca2B2O5 i time djeluje na količinu isparenog B2O3. U svrhu ispitivanja navedenog utjecaja TiO2 na smanjivanje sadržaja B2O3 u sinteriranim uzorcima izvršena je obrada eksperimentalnih rezultata ovisnosti postotka isparenog bora i postotka izreagiranog CaO s TiO2 o temperaturi i vremenu izotermnog sinteriranja za uzorke magnezij-oksida dobivenog iz morske vode 80 postotnim i 120 postotnim taloženjem, uz dodatak 1, 2 i 5 masenih postotaka TiO2, prema izrazima koji se koriste u termodinamici otvorenih sustava. Razmatran je stoga sustav jednadžbi koje obrađuje termodinamika otvorenih sustava, te su izračunati koeficijenti L11, L12 i L22 koji opisuju uzajamni utjecaj dvaju ispitivanih simultanih nepovratnih procesa, na temelju Onsangerovih fenomenoloških postavki. Ustanovljeno je da su vrijednosti izračunatih koeficijenata L11, L12 i L22 ovisne o količini dodanog TiO2. Ta ovisnost je sljedeća: Za MgO(80 postotno taloženje) L11 = - 0.0848 x2 + 0.3083 x + 4.3330 L12 = - 0.0795 x2 + 0.2297 x + 4.6150 L22 = - 0.0716 x2 + 0.1656 x + 4.8037 Za MgO(120 postotno taloženje) L11 = + 0.0613 x2 - 0.3954 x + 5.3047 L12 = - 0.4447 x2 + 3.3293 x - 0.5717 L22 = - 0.4685 x2 + 3.5831 x - 2.2850 gdje je x = postotak TiO2 Iz navedenih jednadžbi ovisnosti "L" o "x" mogu se izračunati koeficijenti L11, L12 i L22 i za druge postotke "x" u ispitivanom području. Termodinamičkom obradom procesa sinteriranja magnezij-oksida uz različitu količinu dodatka TiO2 omogućeno je da se predvidi računskim putem, bez dodatnog eksperimenta, sadržaj B2O3 u sinteriranim uzorcima u ovisnosti o uvjetima temperature i vremena izotermnog sinteriranja, kao i o karakteristikama polaznog magnezij-oksida.

Aktivirano sinteriranje; magnezij-oksid; TiO2; B2O3; fenomenološki koeficijenti

nije evidentirano