Original title:
Fosfátová pojiva v žáruvzdorné aplikaci
Translated title:
Phosphate Binders in Refractory Application
Authors:
Švec, Jiří ; Drábik, Milan (referee) ; Lang, Karel (referee) ; Havlica, Jaromír (advisor) Document type: Doctoral theses
Year:
2015
Language:
cze Publisher:
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická Abstract:
[cze][eng]
Disertační práce je zaměřena na studium, výzkum a vývoj žáruvzdorné keramiky pojené fosfátovou vazbou. Hlavní motivací je připravit fosfátové pojivo umožňující přípravu netvarových izolačních materiálů pěněním „in situ“. V technologii žárovzdorné keramiky jsou nejběžnějšími fosfátovými pojivy sloučeniny systému Al2O3-H3PO4. Díky amfoterní povaze hliníku a jeho oxidů vyžaduje však tuhnutí a tvrdnutí těchto pojiv zvýšené teploty, než je dosaženo alespoň manipulačních pevností. Tato práce se tedy zaměřuje na prozkoumání možnosti přípravy fosfátových pojiv na bázi ortofosfátů yttritých. Tato pojiva by mohla umožnit přípravu fosfátové keramiky klasickým způsobem, tj. reakcí pojiva a reaktivního kameniva, aniž by hrozilo porušení sktruktury takto lehčeného materiálu ještě před dosažením manipulační pevnosti a finálním výpalem. Yttrium je výrazně zásaditější povahy než hliník a v systému Y2O3-H3PO4 je tedy i reaktivnější. Oxid yttritý je vysoce žárovzdorný materiál a slinutý fosforečnan yttritý má znamenité vlastnosti, jak z hlediska teplotní, tak z hlediska korozní odolnosti, což by mohlo adekvátně kompenzovat vyšší cenu tohoto materiálu. Experimentální část práce se tedy věnuje možnosti přípravy pojivové fáze v systému Y2O3-H3PO4. Bylo navrženo různé složení záměsí pro přípravu pojivové fáze Y(H2PO4)3 a vzniklé produkty těchto reakčních směsí byly charakterizovány z hlediska fázového i chemického složení. Pro popis procesů tuhnutí a tvrdnutí připravených fází, byly tyto produkty analyzovány „in situ“ pomocí termické analýzy a vysokoteplotní difrakce až do 1300 °C. Finální vysokoteplotní produkty byly charakterizovány z hlediska jejich morfologie a chemického složení.
The doctoral thesis is focused on the study, research and development of refractories with phosphate bonding. Primary motivation is preparation of phosphate-based binders that can be applied for non-shaped insulating material fabricated by “in situ” foaming. The phosphate binders based on Al2O3-H3PO4 system are one of the most common in refractory technology. The amphoteric nature of the aluminium and its oxides require the setting of Al2O3-H3PO4 binders under the higher temperatures. Application of higher temperatures is necessary to obtain the minimal manipulation strength of as-prepared green bodies. The main goal of the work is preparation of ytrium phosphate-based binders via different preparation techniques. Yttrium based binders would allow phosphate refractory preparation by standard way, i.e via reaction between binder and reactive aggregate, without structural disintegration of foamed material even before getting manipulation strength or the final firing procedure. Yttrium is more basic than aluminium and therefore more reactive in Y2O3-H3PO4 system.. Yttrium oxide is highly refractory material and sintered yttrium monophosphate has excellent properties from the thermal and corrosive stability point of view. This fact should compensate higher price of this material. Experimental part of this work studies the possibilities of binders preparation in Y2O3-H3PO4 system. The mixtures were designed to prepare binding phase Y(H2PO4)3. Products of these reactions were characterized in phase and chemical point of view. In order to study and describe setting and hardening processes of phosphate binders, the products were “in situ” analyzed by the thermal analyses and high-temperature diffraction analysis up to the 1300 °C. High temperature products were then characterized by means of phase and chemical composition and morphology.
Keywords:
CBPC; Phosphate binder; phosphate ceramics; phosphate refractory; Y(H2PO4)3; YPO4.; yttrium orthophosphate; CBPC; fosfátová keramika; Fosfátová pojiva; fosfátová žárovzdorná keramika; ortofosforečnan yttritý; Y(H2PO4)3; YPO4.
Institution: Brno University of Technology
(web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library. Original record: http://hdl.handle.net/11012/51836
guest ::
