تنقية الألومنيوم، مرشح رغوي خزفي، مرشح خزفي مسامي

تنقية الألومنيوم

1.1 الأبحاث المتعلقة بآلية التلبيد

1.1.1 التحليل الحراري التفاضلي (DSC)

يوضح الشكل 4-1 منحنى DSC-TG المقاس. وتبلغ درجات الحرارة للقمم الطاردة للحرارة في الشكل 146 درجة مئوية، و570 درجة مئوية، و663 درجة مئوية، و388 درجة مئوية، بينما تبلغ درجات الحرارة للقمم الماصة للحرارة 614 درجة مئوية و1119 درجة مئوية. 146 درجة مئوية هي درجة الحرارة التي تبدأ عندها رغوة البولي يوريثان في التليين؛ و570 درجة مئوية هي درجة الحرارة التي تتفحم عندها رغوة البولي يوريثان وتتطاير؛ ويُظهر المنخفض الامتصاصي عند 1119 درجة مئوية أن إضافة 4wt% من CeO₂ كمساعد للتلبيد يجعل الملاط ينتج طورًا سائلًا عند هذه الدرجة؛ وعند 1388 درجة مئوية، ترسب الطور السائل في مرشح خزفي مسامي المرحلة الصلبة، مما يؤدي إلى ظهور ذروة طاقة طاردة للحرارة. المشكلة الأبرز في إنتاج الكوردييريت هي نطاق الحرق الضيق. يكون معدل تكوين الكوردييريت بطيئًا جدًّا عند 1300-1400 درجة مئوية، وعندما تصل درجة الحرارة إلى 1450 درجة مئوية، ينصهر الكوردييريت ويتحلل إلى موليت وجسم زجاجي. ويمكن ملاحظة أن إضافة 4wt% ceO2 يمكن أن تقلل بشكل فعال من درجة حرارة التلبيد وتوسع نطاق التلبيد.

التركيب النظري للكوردييريت هو 2MgO·2Al₂O₃·5SiO₂ (Mg₂Al₅Si₁₃)، حيث تشكل نسبة MgO 138٪ بالوزن، وAl₂O₃ 34.9٪ بالوزن، وSiO₂ 51.3٪ بالوزن. وغالبًا ما يختلف تركيبه الكيميائي عن التركيب النظري بسبب الاستبدال شبه المتزامن.

“تنقية الألومنيوم“.

يُظهر الشكل 4-2 موقع الكوردييريت في دائرة مخطط الطور لنظام MgO-Al₂O₃-SiO₂. تبلغ درجة انصهار الكوردييريت حوالي 1465 درجة مئوية، ولا ينصهر بشكل متجانس ولا يتحلل إلى الموليت والطور السائل عند تسخينه. لذلك، لا يمكن استخدام مادة الكوردييريت الخزفية عند درجات حرارة مرتفعة جدًّا. للكوردييريت نوعان متجانسان متعددا الأطوار، وهما الكوردييريت منخفض الحرارة والكوردييريت عالي الحرارة. ينتمي الكوردييريت عالي الحرارة، المعروف أيضًا باسم الحجر الهندي، إلى النظام البلوري السداسي، بينما يُعرف الكوردييريت منخفض الحرارة عمومًا باسم «دونغ تشينغشي» (Dong Qingshi)، وينتمي إلى النظام المتعامد. ويمكن أيضًا ملاحظة من مخطط الطور لنظام MgO-Ab₂O₃-SiO₂ أن نطاق درجة حرارة تلبيد الكوردييريت ضيق جدًّا، وتكمن الصعوبة الأكبر في التخليق الاصطناعي في كيفية التحكم في الأطوار الوسيطة (طور الكوارتز، طور الإسبينيل) للحصول على سيراميك الكوردييريت عالي النقاء.

يتضح من الأشكال 4-3 أن المنتج المُتُكلس الذي لم تُضاف إليه مادة CeO₂ يحتوي على عدد قليل من المراحل الوسيطة مثل الكوارتز والإسبينيل، ولكن بعد إضافة 4wt% من CeO₂، ينخفض محتوى المرحلة الوسيطة بشكل ملحوظ، ويكاد يختفي تمامًا، وهو ما يُعد أمرًا مثاليًّا. يُظهر تأثير التلبيد أن إضافة كمية معينة من ceO3 كمساعد للتلبيد يمكن أن يحسّن تأثير التلبيد بشكل ملحوظ.