بررسی عوامل موثر بر قابلیت فومی شدن شیشه های سیستم SiO2-Al2O3-MgO-CaO

محورهای موضوعی : عملیات حرارتی

سوسن هاشمی نیا ¹ (هیات علمی)

تاریخ دریافت : 1394/12/10 تاریخ پذیرش : 1396/09/19 تاریخ انتشار : 1396/09/01

کلید واژه: زینترینگ, فوم شسشه - سرامیک, دایوپساید,

چکیده مقاله :

در این پژوهش عوامل موثر بر رفتار فومی شدن و تبلور شیشه انتخابی بر پایه فاز دایوپساید، با افزودن 2 درصد وزنی‌SiC به عنوان عامل فوم‌زا به روش زینتر‌مورد بررسی قرار گرفت.‌بررسی‌ها نشان داد بالا بودن دمای نرم شوندگی شیشه انتخابی و همچنین‌وقوع تبلور در آن یکی از عوامل اصلی در فومی نشدن آن می‌باشد. در این راستا تاثیر افزودن اکسید بور و سرب بر قابلیت فوم دار شدن ‌ شیشه‌ ها نیز موردارزیابی قرار ‌گرفت. ننایج حاصل نشان داد که با افزودن اکسید سرب به علت بهبود قابلیت تر شوندگی شیشه با ذرات SiC مورد نظر، افزایش بازیسیته نوری و افزایش فاصله دمایی بین دمای انتقال به شیشه و دمای شروع تبلور، فوم دار شدن بهبود یافت. زاویه تر شوندگی در فصل مشترک شیشه-SiC‌در مورد ترکیب فاقد اکسید سرب°85 و در مورد ترکیب حاوی 15 درصد وزنی اکسید سرب به°55 کاهش یافت. در صورتی که در شیشه های حاوی اکسید بور علی رغم وسیع شدن محدوده دمایی بین دمای شروع پیک تبلور و دمای انتقال به شیشه ، به علت کاهش پارامتر بازیسیته نوری فوم دار شدن به طور مطلوبی صورت نگرفت.

چکیده انگلیسی:

In the present work, Foaming and crystallisation behaviors of compacted glass powders based on a diopside glass-ceramic composition were investigated through the sintering route. The foaming agent was 2wt.%SiC particles.The results indicated that the lack of foaming of the base glass‌‌ was due to high softening point and crystallization tendency . Therefore the effect of PbO and B2O3 on the foaming ability of glasses was investigated. According to our finding, addition of PbO improved foaming ability ,via improving wettability of glass - SiC particles,increasing of optical basicity and widening the temperature interval between dilatometric softening point and the onset of crystallization temperature. The glass- SiC wetting angle was decreased from 85° for the lead-free glass to 55° for the glass that contains 15 wt.% PbO. While with addition of B2O3, foaming ability of base glass in spite of widened the temperature interval between the dilatometric softening point and the onset of crystallisation wasn’t improved.

منابع و مأخذ:

[1]    G. Scarini, G. Brusatin & E. Bernardo, “Production Technology of Glass Foams, in: M. Scheffler, P.Colombo (Eds.), Cellular Ceramics. Structure, Manufacturingˮ, Properties and Applications, Wiley-VCH, Weinheim, Germany, 2005.

 

[2]    W. O. Lytle, Pittsburgh Plate Glass, USA, US Patent, Vol. 2, pp. 215 - 223, 1940.

 

[3]    E. Bernardo, R. Cedro, M. Florean & S. Hreglich, “Reutilization and stabilization of wastes by the production of glass foamsˮ, Ceram. Int, Vol. 33 pp. 963–968, 2007.

 

[4]    E. Bernardo & G. Scarinci, “Recycling of waste glasses into partially crystallized glass foamsˮ, J. Porous.Mater, Vol. 17, pp. 359-365, 2010.

 

[5]    A. Saburit Llaudis, M. Jose Orts Tari, F. Javier Garcia Ten, E. Bernardo & P. Colombo, “Foaming of flat glass cullet using Si₃N₄ and MnO₂ powdersˮ, Ceram. Int, Vol. 35, pp. 1953-1959, 2009.

 

[6]    D. U. Tulyaganov, H. R. Fernandes, S. Agathopoulos & J. M. F. Ferreira, “Preparation and characterization of high compressive strength foams from sheet glassˮ, J. Porous.Mater, Vol. 13, pp. 133-139, 2006.

 

[7]    H. W. Gue, Y. X. Gong & S. Y. Gao, “Preparation of high strength foam glass-ceramics from waste cathode ray tubeˮ, Mater. Lett, Vol. 64, pp. 997-999, 2010.

 

[8]    E. Bernardo, “Micro- and macro-cellular sintered glass-ceramics from wastesˮ, J. Eur. Cer. Soc, Vol. 27, pp. 2415–2422, 2007.

 

[9]    E. Bernardo, G. Scarinci & S. Hreglich, “Foam glass as a way of recycling glasses from cathode ray tubesˮ,Glass Sci.Technol, Vol. 78, pp. 7-11, 2005.

 

[10] F. Mear, P. Yot, M. Cambon, R. Caplian & M. Ribes, “Characterization of porous glasses prepared from Chatode Ray Tube(CRT)ˮ, Powder Technology, Vol. 162, pp. 59-63, 2006.

 

[11] F. Mear, P. Yot & M. Ribes, “Effects of temperature, reaction time and reducting agent content on the synthesis of macroporous foam glasses from waste funnel glassesˮ, Mater. Lett, Vol. 60, pp. 929-934, 2006.

 

[12] F. Mear, P. Yot, R. Viennois & M. Ribes, “Mechanical behavior and thermal and electrical properties of foam glassˮ, Ceram. Int, Vol. 33, pp. 543–550, 2007.

 

[13] E. Bernardo & F. Albertini, “Glass foams from dismantled cathode ray tubesˮ, Ceram. Int, Vol. 32 pp. 603–608, 2006.

 

[14] F. Mear, P. Yot, M. Cambon & M. Ribes, “Elaboration and characterization of foam glass from cathode ray tubesˮ, Adv. Appl. Ceram, Vol. 104, pp. 123-130, 2005.

 

[15]    م. سعیدی حیدری، س. عباسی و م. میر کاظمی، "مقایسه ­اثر دما و میزان سیلیکون کاربید بر خواص و ریزساختار شیشه های اسفنجی حاصل از ضایعات شیشه سودالایم و شیشه پانل تلویزیون"، فصلنامه علمی و پژوهشی فرایندهای نوین در مهندسی مواد، سال ششم، شماره4، 1391.

 

[16] B. Xu, K. M. Liang, J. W. Cao & Y. H. Li, “Preparation of Foam Glass Ceramics from Phosphorus Slagˮ, Advanced Materials Research, Vol. 105-106, pp. 600-603, 2010.

 

[17] H. R. Fernandes, D. U. Tulyaganov & J. M. F. Ferreira, “Preparation and characterization of foams from sheet glass and fly ash using carbonates as foaming agentsˮ, Ceram. Int, Vol. 35, pp. 229-235, 2009.

 

[18] Steiner & A. Christian, “Foam Glass Production from vitrified Municipal Waste Fly Ashesˮ, Doctoral Thesis, Technische Universiteit Eindhoven, Dusseldorf, 2006.

 

[19] J. P. Wu, A. R. Boccaccini, P. D. Lee, M. J. Kershaw & R. D. Rawlings, “Glass-ceramic foams from coal ash and waste glass: production and characterizationˮ, Adv. Appl. Ceram, Vol. 105, pp. 32–39, 2006.

 

[20] M. Rezvani, B. Eftekhari-Yekta, M. Solati-Hashjin & V. K. Marghussian, “Effect of Cr₂O₃, Fe₂O₃ and TiO₂ nucleants on the crystallization behavior of SiO₂-Al₂O₃-CaO-MgO(R₂O) glass-ceramicsˮ, Ceram.Int, Vol. 31, pp. 75-80, 2005.

 

[21] P. C. Hiementz, “Principals of Colloid and Surface Chemistryˮ, Marcel Dekker, Inc., New York, 1977.

 

[22] Frederick T. Walleberger, “Fiber glass and glass technologyˮ, Spriger New York, 2010.

[23] B. Eftekhari-Yekta & V. K. Marghossian, “Effect of P2O5, B2O3 and PbO on the sintering of quartz solid solution and gahnite glass-ceramicsˮ, J. Eur. Cer. Soc, Vol. 36, pp. 477-483, 2001.

 

[24] M. B. Volf, “Chemical approach to glassˮ, Elsevier, Amesterdam-Oxford-New York, 1984.

 

[25] Arun K. Varshneya, “Fundamentals of Inorganic Glassesˮ, Academic press, INC. 1993.

 

[26] M. Village, T. Sierra, F. Lucas, J. F. Fernandez & A. C. Caballero, “Oxidation treatments for SiC particles and its compatibility with glassˮ, J. Eur. Cer. Soc, Vol. 27, pp. 861-865, 2007.