Ανάπτυξη μαγνησιακών πυρίμαχων με εισαγωγή νάνο-οξειδίων

Καραγιάννης, Λάμπρος; Karagiannis, Lampros

dc.contributor.author	Καραγιάννης, Λάμπρος	el
dc.contributor.author	Karagiannis, Lampros	en
dc.date.accessioned	2022-11-28T09:46:32Z
dc.date.available	2022-11-28T09:46:32Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/56266
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.23964
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Πυρίμαχα	el
dc.subject	Μαγνησιακά	el
dc.subject	Νάνο-οξείδια	el
dc.subject	Γραφίτης	el
dc.subject	Ιδιότητες	el
dc.subject	MgO-C refractories	en
dc.subject	Graphite content	en
dc.subject	Nano-oxides	en
dc.subject	Properties	en
dc.subject	Cold crushing strength	en
dc.title	Ανάπτυξη μαγνησιακών πυρίμαχων με εισαγωγή νάνο-οξειδίων	el
dc.title	Development of MgO-C refractories doped with nano-oxides	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Πυρίμαχα υλικά	el
heal.classification	Refractories	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2022-07-21
heal.abstract	Ο στόχος της παρούσας μελέτης ήταν να αξιολογήσει την επίδραση της προσθήκης διαφορετικών νανοσωματιδίων στις φυσικές και μηχανικές ιδιότητες ενός συμβατικού πυρίμαχου MgO-C. Λαμβάνοντας υπόψη το υψηλό δυναμικό οξείδωσης του άνθρακα, το οποίο υποβαθμίζει την απόδοση του πυρίμαχου υλικού, το ποσοστό του γραφίτη μειωνόταν ταυτόχρονα με την αύξηση της περιεκτικότητας των νανοσωματιδίων (έως και 5%). Τέσσερις νάνο-σκόνες παρήχθησαν στο εργαστήριο (MgO, TiO2, Y-PSZ και γ-Αl2O3) και προστέθηκαν στα μείγματα μετά τη διασπορά της ρητίνης (Novolac). Δοκιμάστηκαν επίσης συνδυαστικές συνθέσεις νανοσωματιδίων TiO2 και ZrO2 (1%/1%, 2%/2%, 3%/3%). Τα μείγματα των πρώτων υλών συμπιέστηκαν μονοαξονικά (250 MPa) και προέκυψαν κυλινδρικά δοκίμια (r = 1,3 cm, h = 0,5-0,8 cm). Μετά από την θερμική κατεργασία των δειγμάτων στους 200oC για 90 λεπτά (προς πολυμερισμό της ρητίνης) εφαρμόστηκαν τρεις θερμοκρασίες πυροσυσσωμάτωσης (1400 oC, 1500 oC, 1600 oC) για το ίδιο χρονικό διάστημα (4 ώρες) σε ηλεκτρικό κλίβανο. Η πυκνότητα, το ανοιχτό πορώδες και η απορρόφηση νερού μετρήθηκαν με τη μέθοδο του Αρχιμήδη, ενώ οι μηχανικές ιδιότητες αξιολογήθηκαν με δοκιμές Cold Crushing Strength (Δοκιμές θλιπτικής αντοχής). Οι μικροδομές και οι ενώσεις που σχηματίστηκαν εξετάστηκαν με ανάλυση XRD και SEM. Γενικά, η σταδιακή εισαγωγή νανοσωματιδίων μείωσε την πυκνότητα και το πορώδες, εκτός από τη nano-ZrO2. Oι σειρές δοκιμίων με nano-TiO2 που πυροσυσσωματώθηκαν στους 1500oC και 1600oC επέδειξαν τις βέλτιστες τιμές CCS. Τέλος, οι συνδυαστικές συνθέσεις παρουσίασαν ικανοποιητικές φυσικές και μηχανικές ιδιότητες, κυρίως, για χαμηλή περιεκτικότητα σε νάνο-οξείδια (1%/1%).	el
heal.abstract	The aim of this study was to assess the impact of different nanoparticles’ addition on the physical and mechanical properties of a conventional MgO-C refractory. Taking into consideration the high carbon oxidation potential, which degrades the refractory’s efficiency, the percentage of graphite was decreasing simultaneously with the increase of the nanoparticles’ content (up to 5%). Four nano-powders were produced in the lab (MgO, TiO2, Y-PSZ and γ-Αl2O3) and added in the mixture after dispersion of the resin (Novolac). Combinatorial compositions of TiO2 and ZrO2 nanoparticles were also tested (1%/1%, 2%/2%, 3%/3%). The mixtures of raw materials were uni-axially pressed (250MPa) and cylindrical specimens (r = 1,3cm, h = 0,5-0,8 cm) were obtained. After specimens’ heat treatment at 200oC for 90 minutes (polymerization of resin) three sintering temperatures (1400 oC, 1500 oC, 1600 oC) were used for the same time span (4 hours) in an electric furnace. Bulk density, apparent porosity and water absorption were measured by Archimedes method, while mechanical properties were evaluated by CCS tests. Microstructures and formed compounds were examined by XRD and SEM analysis. Generally, gradual insertion of nanoparticles deteriorated density and porosity, except for ZrO2. Nano-TiO2 series of specimens fired at 1500oC and 1600oC showed the best CCS values. Finally, combinatorial compositions showed adequate physical and mechanical properties, mainly, for low content of nano-oxides (1%/1%).	en
heal.advisorName	Τσετσέκου, Αθηνά	el
heal.committeeMemberName	Πάνιας, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Χαλικιά, Ηλιάνα	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανικών Μεταλλείων Μεταλλουργών. Τομέας Μεταλλουργίας και Τεχνολογίας Υλικών. Εργαστήριο Μεταλλογνωσίας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	124 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false