۱۸۷۹۰پ
per
تأثیر ذرات نیکل بر روی ریزساختار و خواص مکانیکی دیرگدازهایAl۲O۳ - C
/سینا دربان
: فنی مهندسی مکانیک
، ۱۳۹۶
، افشاری
چاپی
کارشناسی ارشد
مهندسی مواد -گرایش سرامیک
۱۳۹۶/۱۰/۱۰
تبریز
دیرگدازهای حاوی کربن به دلیل خواص منحصر به فرد، نظیر مقاومت به شوک حرارتی بالا و ضریب انبساط حرارتی پایین در ریخته‌گری پیوسته فولاد همچون نازل‌ها و مورد استفاده فراوان قرارگرفته‌اند .یکی از افزودنی‌های کلیدی برای تولید دیرگدازهای کربنی، فنولیک رزین است .مزیت استفاده از فنولیک‌رزین ترشوندگی خوب با گرافیت و اکسیدها و همچنین میزان کربن تثبیت شده بالا است .فنولیک رزین مقادیر بسیار زیادی ترکیبات هیدروژنی و هیدروکربنی سبک دارد که به عنوان پیشرو در تشکیل فاز کربن کریستالی شرکت می‌صکنند .همچنین ذرات کاتالیزگر در فنولیک رزین مایع، همگنی بهتری نسبت به پلیمر جامد دارند .مشکل استفاده از فنولیک رزین تبدیل آن به کربن آمورف با تردی بالا است، که باعث افت شدید خواص ترمومکانیکی و شیمیایی می‌شود، همچنین آزاد شدن گازهایی همچون CH۴ ،CO ، CO۲، H۲O، C۲H۶ در هنگام استحاله) دگرگونی (گروه‌های معدنی عامل از بین رفتن ریزساختار است .تحقیقات بسیار زیادی برای حل این کاستی‌ها انجام گرفته است که می‌توان به اصلاح رزین فنول فرمالدهید توسط کاربید بور و . . .اشاره کرد .یکی از موثرترین روش‌های ایجاد فاز بلورین افزودن عوامل کاتالیستی است .تشکیل فاز کربنی کریستالی از دمای ۸۰۰ درجه سانتی‌گراد آغاز شده و با افزایش دما میزان فاز کریستالی و اندازه ذرات به طور قابل توجهی افزایش پیدا کرده و در دمای ۱۰۰۰ درجه سانتی‌صگراد به مقدار بهینه خود می‌رسد .از سوی دیگر افزودن کاتالیزگر به دلیل تشکیل درجای ساختار تک بعدی کربن به صورت گرافیت، سبب افزایش مقاومت به شوک حرارتی می‌شود .واکنش این نانو ساختار گرافیتی با آنتی‌اکسیدان‌هایی همچون آلومینیوم و سیلیسیم سبب تشکیل فازهای سرامیکی می‌شود .در تحقیق حاضر اثر افزودن کاتالیزور نیترات نیکل برروی فنولیک رزین و همچنین تأثیر افزودن فنولیک رزین کاتالیست شده برروی چگالی و استحکام دیرگدازهای کربنی مورد بررسی قرار گرفته است .دمای پیرولیز نمونه‌صهای رزین به ترتیب۸۰۰ ، ۶۰۰، ۱۰۰۰ و ۱۲۰۰ درجه سانتی‌صگراد است .نتایج نشان داد که نمونه‌های دارای فنولیک رزین کاتالیست شده نسبت به آن‌دسته از نمونه‌هایی که دارای فنولیک رزین معمولی بودند خواص بهتری هستند .این بهبود ناشی از تشکیل درجای ویسکرهای سرامیکی و نانو لوله‌های کربنی در نمونه‌های کاتالیست شده است .در مرحله دوم از فنولیک رزین کاتالیز شده در دیرگدازهای آلومینا-کربنی استفاده شد و همچنین تأثیر افزودنی‌صهای آلومینیوم و سیلیسیم و گرافیت بر روی ریز ساختار و خواص مکانیکی نمونه‌صهای دیرگداز آلومینا-کربنی مورد بررسی قرار گرفت
Carbon refractories, due to their unique properties such as thermal resistance and low thermal expansion coefficient, are widely used in the continuous casting of steels such as nozzles and so on. One of the key additives to produce carbon refractories is phenolic resin. The better wettability with graphite and oxides and higher carbon residue are advantages of using phenolic resin. The phenolic resin releases many hydrogen and light hydrocarbons compounds which are resources to form crystal Carbon. Also catalyze particles are more homogenous in phenolic resin compared with solid polymer. The problem of using phenolic resin is the formation of glassy and brittle carbon which causes the down falling of thermo-mechanical and chemical properties. Also, phenolic resin releases some gaseous compounds like CH4, CO, CO2, H2O, and C2H6 in the middle of organic group transformation which destroyed microstructure. Many numerous researches have been done to solve these issues like modifying phenol formaldehyde by adding catalysts as B4C one of effective way to form crystal phase is adding catalyst agent. Formation of crystalline Carbon starts in 800 C and with increasing temperature the crystal growth and aspect ratio of Crystal phase increase remarkably and in 1000 C the optimum ratio has obtained. On the other hand, adding a catalyst to the phenolic resin improves thermal shock resistance due to the in-situ formation of one-dimension carbon structure like graphite. And also, the reaction of this Nano graphite structure with anti-oxidant like Si and Al forms ceramic phases. In this research the effect of adding Ni(NO3)2 to the phenolic resin as the catalyst has studied and also the effect of adding catalyzed phenolic resin on the mechanical and physical properties and microstructure of Al2O3-C refractories has been studied. The pyrolysis temperatures of the specimens were 600, 800, 1000, 1200C. The result showed that specimens which have catalyzed phenolic resin compare to specimens containing as received phenolic resin have better mechanical properties. These better mechanical properties are due to the is-situ formation of CNTs and ceramic whiskers in the catalyzed specimens. In the second stage catalyzed phenolic resin usd in the Al2O3-C refractories Specimens and also the effect of Al, Si and graphite additives on the Microstructre and mechanical properties of Al2O3-C refractories investigated
دربان، سینا
قاسمی کاکرودی، مهدی، استاد راهنما
باوند وندچالی، محمد، استادراهنما
سیاه و سفید
نمایه‌سازی قبلی
