Naslov
Sol-gel sinteza i karakterizacija mulita dopiranog lantanom
(Sol-gel synthesis and characterization of lanthanum doped mullite)

Autori
Mandić, Vilko

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije

Mjesto
Zagreb

Datum
18.07

Godina
2012

Stranica
138

Mentor
Kurajica, Stanislav

Ključne riječi
Mulit; lantan; sol-gel; XRD; termička evolucija; kristalizacija; gustoća; korozija
(Mullite; lanthanum; sol-gel; XRD; thermal evolution; crystallization; densification; corrosion)

Sažetak
Mulit se odlikuje nizom odličnih svojstava zbog čega se smatra najvažnijom kristalnom fazom klasičnih keramičkih materijala i važnim inženjerskim keramičkim materijalom. Razvoj mulita kao modernog materijala, usmjeren je na primjenu naprednih metoda sinteze te na modifikacije u sastavu. Pri tome su sustavi mulita dopiranog lantanom pripravljeni sol-gel metodom gotovo posve neistraženi. Stoga su, sol-gel metodom, pripravljeni monofazni premulitni gel sastava koji odgovara čistom 3:2 mulitu (3Al2O3•2SiO2), te gelovi dopirani s 0.99, 1.96 i 2.91 mol% La2O3. Termička evolucija gelova i razvoj faza praćeni su u ovisnosti o udjelu La2O3 te o temperaturi sinteriranja. Utvrđeno je da u istraživanom sustavu, pored mulita, kristalizira i korund, a zamijećena je i prisutnost staklene faze, dok nastanak kristalnih faza lantana nije zapažen. Strukturni parametri ukazuju da se lantan primarno ugrađuje u staklenu fazu, stoga porastom udjela lantana u sustavu nastaje i više staklene faze, što posredno utječe i na sastav i na strukturu mulita. Naime, veća količina staklene faze izaziva smanjenje udjela silicija u mulitu. Tako lantan utječe na tijek kristalizacije mulita, na odnos Al2O3 / SiO2 u mulitu, te na odnos mulit / staklena faza. Kinetika kristalizacije mulita iz premulitnih gelova praćena je u izotermnim i neizotermnim uvjetima. Kinetički parametri uvjetovani su razdvajanjem premulitne faze na mikrofazu bogatiju aluminijem te na mikrofazu bogatiju silicijem i lantanom. Razdvajanje faza utječe na smanjenje vremena indukcije zbog heterogene nukleacije mulita na međufaznoj površini, te na porast Avramijevog eksponenta zbog promjene mehanizma reakcije. S porastom udjela lantana u sustavu, tj. s promjenom sastava mikrofaze iz koje mulit kristalizira, energija aktivacije kristalizacije mulita se smanjuje. Uočeno je da povećanje udjela lantana dovodi i do bolje sinterabilnosti te do povećanja gustoće mulitnih otpresaka što je također posljedica većeg udjela staklene faze. Istražena su i korozijska svojstva pripravljenih mulita u vodenoj otopini dušične kiseline različitih koncentracija. Različiti mehanizmi korozije čistog i dopiranog mulita, povećana sklonost dopiranog mulita koroziji, te za red veličine veći udjeli utvrđenog La u odnosu na Si i Al u eluatu također su ukazali na prisutnost lantanom bogate staklene faze.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Kemijsko inženjerstvo, Temeljne tehničke znanosti

POVEZANOST RADA