The effect of (nano, mesoporous) alumina and their composite with MWCNT additives on microstructure, physical and mechanical properties of alumina-C refractories
Subject Areas :
1 - no.112,negin abshar building,rezvan alley ,abshar
Keywords: MWCNT, Refractories, Al2O3-C, Al2O3 Mesoporous,
Abstract :
Alumina-C refractories have been widely used as slide gate submerged entry nozzles and mono block stoppers in steelmaking due to their unique physical and mechanical properties.In this research,the effect of different source of alumina having unlike surface areas(nano and mesoporous)and MWCNT additives on physical and mechanical properties of Al2O3-C refractories was investigated.In this regard mesoporous alumina was synthesized by sol-gel method.Then the mesoporous and nano alumina precursors were added to the functionalized MWCNT.In order to better distribution of 0.5-1.5 wt% nano additives the additives were firstly added to the matrix and then mixed with coarse particles of Al2O3-C refractories. Following in order to physical and mechanical properties investigation, all samples pressed under 150Mpa pressure by uniaxial then pressed and tempered at 200 ℃ for 6h, and afterward fired under coke atmosphere at 1450℃ for 2 h.The bulk density apparent porosity and cold crushing strength were determined according to their respective standard. Moreover their microstructure and phase analysis was investigated by XRD and SEM.The results confirmed that the sample containing1wt% nano Al2O3-MWCNT composite showed the highest CCS of about 137 Mpa,and sample with1.5 wt% mesoporous Al2O3 showed the lowest CCS (94 Mpa).The improvement of mechanical properties could be related to the higher SiC formation in the presence of nano Al2O3- MWCNT by vapor- solid mechanism. The main reason for decreasing mechanical properties in the presence of mesoporous additives could be attributed to limiting of gas-solid reaction due to trap of gases and therefore lower formation of SiC whiskers through the matrix.
[1]¬ N. Liao, Y. Li, Sh. Jin, Sh. Sang & G. Liu, "Reduced brittleness of multi-walled carbon nanotubes (MWCNT) containing Al2O3-C refractories with boron carbide", Materials science & engineering A, vol. 698, pp. 80-87, 2017.
[2] C. Atzenhofer, S. Gschiel & H. Harmuth, "Phase formation in Al2O3-C refractories with Al addition", Journal of the European Ceramic Society, vol. 37, no, 4, pp. 1805-1810, 2017.
[3] V. Roungos & C. G. Aneziris, "Improved thermal shock performance of Al2O3–C refractories due to nano-scaled additives", Ceramics International, vol. 38, no. 2, pp. 919-927, 2012.
[4] H. B. Fan, Y. W. Li & S. B. Sang, "Microstructures and mechanical properties of Al2O3–C refractories with silicon additive using different carbon sources", Materials Science and Engineering A, vol. 528, no.7-8, pp. 3177-3185, 2011.
[5] H. Shikano, "Refractories Handbook", Technical Association of refractories, 1998.
[6] M. Luo, Y. Li, Sh. Jin, Sh. Sang, L. Zhao & Y. Li, "Microstructures and mechanical properties of Al2O3-C refractories with addition of multi walled carbon nanotubes", Materials science and engineering A, vol. 548, pp. 134-141, 2012.
[7] V. Roungos, C. G. Aneziris & H. Berek, "Novel Al2O3 refractories with less residual carbon due to nanoscaled additives for continuous steel casting application", Advance Engineering materials, vol. 14, no. 4, pp. 255-264, 2012.
[8] V. Roungos & C. G. Aneziris. "Improved thermal shock performance of Al2O3-C refractories due to nanoscaled additives", ceramics international, vol. 38, no. 2, pp.919-927, 2012.
[9] N. Brachhold, J. Fruhstorfer, A. Mertke & C. G. Aneziris. "Carbon bonded alumina refractories with reduced carbon content due to the addition of semi-conductive silicon and/ or nanoparticles", Journal of Ceramic sience and technology, vol. 7, pp. 209-222, 2016.
[10] Z. Huizhong, W. Bin & W. Houzhi, "Influences of nano-alumina and nano-silica on sintering and mechanical property of corundum refractories", Naihuo Cailiao, pp. 472-482, 2002.
[11] C. G. Aneziris, U. Klippel, W. Scharfl, V. Stein & Y. Li, "Functional refractory material design for advanced thermal shock performance due to Titania additions", Applied Ceramic Technology, vol. 4, no. 6, pp. 481-489, 2007.
[12] Z. Ji, N, Liao, Y. Li, M. Nath, T. Zhu & L, Pan, Y. Dai, "Effect of h-BN on the microstructure and fracture behavior of low carbon Al2O3-C refractories", Ceramics International, vol. 47, no. 21, pp.29900-29907, 2021.
[13] A. Baghaei, A. B. Nourbakhsh & R. Ebrahimi Kahrizsangi, "Inclusion removal mechanisms of Al-Killed 304 low carbon stainless steel melt using hercynite coted Al2O3-C ceramic foam filters", Advance Materials and processing, vol. 9, no. 2, pp. 27-37,2021.
[14] S. Badogaa, R. V. Sharmaa, A. K. Dalai & J. Adjaye, "Synthesis and characterization of mesoporous aluminas with different pore sizes: Application in NiMo supported catalyst for hydrotreating of heavy gas oil", Applied Catalysis A: general, vol. 489, pp. 86-97, 2015.
[15] N. Bakhsh, F. A. Khalid & A. S. Hakeem, "Synthesis and characterization of pressureless sintered carbon nanotube reinforced alumina nano composites", Materials science and engineering: A, vol. 578, pp. 422-429, 2013.
[16] L. kumaria, T. Zhang, G. H. Du, W. Z. Li, Q. W. Wang, A. Datyec & K. H. Wu, "Termal of properties CNT-Alumina nanocomposites", composite science and technology, vol. 68, no. 9, pp. 2178-2183, 2008.
[17] A. Kołodziejczak-Radzimska, A. Budna, F. Ciesielczyk, D. Moszyński & T. Jesionowski," Laccase from Trametes versicolor supported onto mesoporous Al2O3: Stability tests and evaluations of catalytic activity", Process Biochemistry, vol. 95, pp. 71-80, 2020.
[18] S. Lu & Y. Liu, "Preparation of meso-macroporous carbon nanotube-alumina composite
monoliths and their application to the preferential oxidation of CO in hydrogen-rich gases", Applied catalysis B: Environmental, vol. 111-112, pp. 492-501, 2012.
[19] A. P. Daluz, M. A. L. Braulio & V. C. Pandolfelli, "Refractory castable engineering", Germany, Göller Verlag, 2015.
[20] S. Badoga, R. Sharma, A. Dalai & J. Adjaye, "Synthesis and characterization of mesoporous alumina with different pore sizes: Application in NiMo supported catalyst for hydrotreating of heavy gas oil", Applied Catalysis A: General, vol. 489, pp. 86-97, 2015.
[21] L. Ahmad, M. Unwin, H. Cao, H.chen, H. Zhao, A. Kennedy & Y. Q. Zhu, "Multi-walled carbon nanotubes reinforced Al2O3 nanocomposites: Mechanical properties and interfacial investigations", composites science and technology, vol. 70, no, 8, pp. 1199-1206, 2010.
[22] H. Barzegar-Bafrooei & T. Ebadzadeh, "Synthesis of nanocomposite powders of alumina carbon nanotube by sol-gel method", advanced powder technology, vol. 22, no. 3, pp. 366-369, 2011.
[23] F. Inam, A. Heaton, P. Brown, T. Peijs & M. Reece, "Effect of dispersion surfactants on the properties of ceramic-carbon nanotube (CNT) nanocomposites", ceramics international, vol. 40, no. 1, pp. 511-516, 2014.
[24] B. Chan, I. Moseung, T. Chakyung, H. Kimkyung, H. Leesoon & H. Hong, "Fabrication of carbon nanotube reinforced alumina matrix nanocomposite by sol–gel process", materials science and engineering A, vol. 395, no. 1-2, pp. 124-128, 2005.
[25] T. Wei, Zh. Fan, G. Luo & F. Wei, "A new structure for multi-walled carbon nanotubes reinforced alumina nanocomposite with high strength and toughness", Materials Letters, vol. 62, no. 4-5, pp. 641-644, 2008.
[26] S. Sarkar & P. Kr. Das, "Processing and properties of carbon nanotube/alumina nanocomposites: a review", advance study center, vol. 37, no. 1, pp. 53-82, 2014.
[27] N. Bakhsh, F. A. Khalid & A. S. Hekeem, "Effect of sintering temperature on densification and mechanical properties of pressureless sintered CNT-alumina nanocomposites", materials science and engineering, vol. 60, no. 1, 2014.
[28] I. Ahmad, M. Unwin, H. Co, H. Chen, H. Zhao, A. Kennedy & Y. Q. Zhu, "Multi-walled carbon nanotubes reinforced Al2O3 nanocomposites: Mechanical properties and interfacial investigations", composite science and technology, vol. 70, no. 8, pp. 1199-1206, 2010.
[29] F. Liang, N. Li & B. Liu & Zh. He, "Processing and characterization of Multi-walled carbon nanotubes containing alumina-carbon refractories prepared by nanocomposite powder technology", Metal and Materials Society and ASM international, vol. 47B, pp. 1661-1668, 2016.
[30] X. Li, G. Zhang, R. Tronstad & O. Ostrovski, "Synthesis of SiC whiskers by VLS and VS process", ceramics international, vol. 42, no. 5, pp. 5668-5676, 2015.
[31] A. W. Weimer, K. J. Nilsen, G. A. Cocheran & R. P. Roach, "Kinetics of carbothermal reduction Synthesis of beta silicon carbide" ceramics and advanced material research, vol. 39, no. 3, pp. 493-503, 1993.
فرآیندهای نوین در مهندسی مواد، سال هفدهم – شماره سوم – پاییز 1402 (شماره پیاپی 66)، صص. 25-35 | ||
| فصلنامه علمی پژوهشی فرآیندهای نوین در مهندسی مواد ma.iaumajlesi.ac.ir |
|
مقایسه اثر افزودنیهای نانو و مزوپور آلومینا با نانو کامپوزیتهای آنها به همراه نانولولههای کربن بر ریزساختار، خواص فیزیکی و مکانیکی دیرگدازهای آلومینا – کربن
مقاله پژوهشی |
1 - گروه مهندسی مواد، واحد شهرضا، دانشگاه آزاد اسلامی، شهرضا، ایران.
2 - دانشیار، گروه مهندسی مواد، واحد شهرضا، دانشگاه آزاد اسلامی، شهرضا، ایران.
3 - استادیار، گروه شیمی معدنی، واحد شهرضا، دانشگاه آزاد اسلامی، شهرضا، ایران.
4 - استاد، گروه شیمی تجزیه، واحد شهرضا، دانشگاه آزاد اسلامی، شهرضا، ایران.
* Anourbakhs@yahoo.com
اطلاعات مقاله |
| چکیده |
دریافت: 20/06/1401 پذیرش: 26/10/1401 | دیرگدازهای پایه آلومینا-کربن به دلیل خواص فیزیکی و مکانیکی منحصربهفرد خود بهطور گسترده بهعنوان دریچه کشویی، شرودنازل، مونوبلوک استوپر و نازل زیرسطحی در صنعت فولادسازی مورد استفاده قرار میگیرد. در این تحقیق تأثیر افزودنیهای آلومینای (نانو و مزوپور) وکامپوزیت آنها به همراه نانولوله کربنی چند دیواره در دیرگدازهای آلومینا –کربن مورد بررسی قرار گرفت. در این راستا، مزوپورآلومینا با روش سل-ژل سنتز شد. سپس مزوپورآلومینا و نانوآلومینا به نانولوله کربنی عامل دار جهت تهیه نانو کامپوزیت اضافه گردید. جهت توزیع بهتر نانو افزودنیها، مقادیر 5/1-5/0 درصد وزنی به جزء ریزدانه اضافه شد و پس از آن با ذرات درشت مواد موجود در بدنه آلومیناکربن مخلوط گردید. در ادامه جهت بررسی خواص فیزیکی و مکانیکی نمونهها تحت پرس تک محور با فشار MPa 150 شکلدهی و در دمای 200 درجه سانتیگراد به مدت 6 ساعت تمپر و در دمای 1450 درجه سانتیگراد به مدت 2 ساعت در محیط احیایی تحت بستر کک پخت داده شدند. چگالی ظاهری، تخلخل ظاهری و استحکام فشاری سرد بر اساس استانداردها تعیین گردید و جهت تحلیل پدیدههای ریزساختار و آنالیز فازی از SEM و XRD استفاده شد. نتایج نشان داد که نمونه حاوی 1 درصد وزنی نانو کامپوزیت آلومینا-نانولوله کربنی چند دیواره دارای بالاترین استحکام فشاری سرد در حدود MPa137 و نمونه با 5/1 درصد وزنی مزوپورآلومینا کمترین استحکام فشاری سرد در حدود MPa 94 را دارد. بهبود خواص مکانیکی میتواند با تشکیل بیشتر SiC در حضور Al2O3-MWCNT توسط مکانیزم بخار-جامد مرتبط باشد. دلیل اصلی کاهش خواص مکانیکی با استفاده از افزودنیهای مزوپور میتواند به محدودیت واکنش گاز-جامد به دلیل حبس عوامل گازی و لذا کمتر تشکیل شدن SiC در فاز زمینه ارتباط داده شود. | |
کلید واژگان: آلومینا-کربن مزوپور آلومینا دیرگدازها نانولوله کربنی |
|
The Effect of (Nano, Mesoporous) Alumina and Their Composite with MWCNT Additives on Microstructure, Physical and Mechanical Properties of Alumina-C Refractories
Mozhdeh Malekpour Jarghouyeh1, Amir Abbas Nourbakhsh2*, Seyed Nezamoddin Mirsattari3, Alireza Nezamzadeh-Ejhieh4
1- PhD Student of Materials Engineering, Department of Materials Engineering, Shahreza Branch, Islamic Azad University, Shahreza, Iran.
2- Associated Professor, Department of Materials Science and Engineering, Shahreza Branch, Islamic Azad University, Shahreza, Iran.
3- Assistance Professor, Department of Chemistry, Shahreza Branch, Islamic Azad University, Shahreza, Iran.
4- Professor, Department of Chemistry, Shahreza Branch, Islamic Azad University, Shahreza, Iran.
Abstract |
| Article Information |
Alumina-C refractories have been widely used as slide gate, submerged entry nozzles, and mono block stoppers in steelmaking due to their unique physical and mechanical properties. In this research, the effect of different source of alumina having unlike surface areas (nano and mesoporous) and MWCNT additives on physical and mechanical properties of Al2O3-C refractories was investigated. In this regard, mesoporous alumina was synthesized by sol-gel method. Then, the mesoporous and nano alumina precursors were added to the functionalized MWCNT. In order to better distribution of 0.5-1.5 wt% nano additives, the additives were firstly added to the matrix and then mixed with coarse particles of Al2O3-C refractories. Following in order to physical and mechanical properties investigation, all samples pressed under 150 Mpa pressure by uniaxial then pressed and tempered at 200 | Original Research Paper Dor: 20.1001.1.24233226.1402.17.3.3.1
| |
| Keywords: Al2O3-C Al2O3Mesoporous Refractories MWCNT |
1- مقدمه
با تقاضای حداکثری صنعت، نیاز کارخانجات ریختهگری فولاد مدرن به دیرگدازهای کاربردی با کیفیت بالا همچون دریچه کشویی، مونوبلاک استوپر، نازل زیرسطحی و شرود نازل گسترش یافته است [1-2]. مقاومت به خوردگی بالا در مقابل مذاب و سرباره و همچنین مقاومت به شوک حرارتی در دمای بالا به همراه خواص ترمومکانیکی مناسب از ویژگیهای دیرگدازهای آلومینا کربن است [3-5]. چالشهایی که تاکنون در منابع جهت بهبود دیرگدازهای آلومینا – کربن مورد بحث قرار گرفتهاند عمدتاً در ارتباط با اصلاح نحوه اتصال فاز زمینه دیرگداز بوده است. در این راستا میتوان به تأثیر تغییرات ریزساختاری بر روی بهبود مقاومت به اکسیداسیون در حضور آنتیاکسیدان که میتواند باعث افزایش طول عمر دیرگداز گردد، اشاره نمود.
لی و همکارانش1 در سال 2012 به بررسی خواص مکانیکی و ریزساختاری دیرگدازهای آلومینا- کربن با افزودنیهای Al، Si و SiO2 پرداختند. ایشان از نانولولههای کربنی2 بهعنوان بخشی از گرافیت استفاده نمودند و نشان دادند نمونهای که حاوی 05/0 درصد وزنی نانولوله کربنی چند دیواره3 است نسبت به نمونهای که تنها حاوی گرافیت پولکی بوده، خواص مکانیکی بهتری دارد که این بهبود ناشی از تشکیل فازهای سرامیکی در زمینه میباشد و باعث تقویت و افزایش استحکام آن میشود. این بهبود خواص مکانیکی به مورفولوژی ویسکرهای سیلیکون کاربید ایجاد شده توسط نانولولههای کربنی چند دیواره نسبت داده شد [6]. رونگاز و همکارانش4 در سال 2012 بدنههای آلومینا- کربن با مقدار کربن کمتر از 30% و با حضور افزودنهای CNT و α-Al2O3 در اتمسفر احیایی در دمای ℃1000 و ℃ 1400 را تهیه کردند و نشان دادند عملکرد ترمومکانیکی عالی این بدنهها بـه دلیل تشکیل فـاز جدید Al3CON نـاشی از واکنش بین α-Al2O3 و CNT میباشد که این فازها باعث اتصال شیمیایی بهتر بین کربن و فاز پرکننده آلومینا میشود [7]. در تحقیقی دیگر رونـگاز و انـزیرس5 اثر افزودن MgAl2O4، α-Al2O3 و CNTرا بر روی خواص فیزیکی مکانیکی و ترمومکانیکی بدنههای دیرگداز آلومینا-کربن بررسی کردند و نشان دادند با استفاده از این افزودنیها استحکام مکانیکی و مقاومت به شوک حرارتی در دمای اتاق و دمای ℃ 1400 بهبود یافته است. این خواص با ایجاد ویسکرها و فایبرها سرامیکی بعد از پخت در اتمسفر احیایی ایجاد گردید و مورفولوژی این فازهای ایجاد شده با توجه به نوع نانو افزودنیها متفاوت خواهد بود. منابع نشان داد زمانی بهترین خواص مکانیکی و ترمومکانیکی به دست میآید که CNT و α-Al2O3 بهصورت همزمان به کار برده شود [8]. در پژوهش مشابه با سایر پژوهشهای پیشین برچهولد و همکارانش6 نیز به بررسی اثر ترکیب نانو مواد (CNT و آلومینا) و سیلیکون نیمههادی بر روی دیرگدازهای آلومینا- کربن با مقدار کربن اولیه 20% وزنی پرداختند. تمرکز اصلی این تیم تحقیقاتی بر روی استحکام خمشی سرد و ارزیابی بعد از شوک حرارتی بود و نشان دادند که با ترکیب این نانو مواد استحکام خمشی سرد افزایش یافت [9]. در سال 2002، هوژانگ و همکارانش7 به بررسی اثر افزودن نانو آلومینا و نانو سیلیکا بر خواص دیرگدازهای کوراندومی پرداختند. نتایج نشان داد که هر دو نانو افزودنی میتوانند باعث کاهش 100-200 درجه سانتیگراد در دمای پخت شده و همچنین باعث افزایش صد در صد استحکام فشاری و دویست درصد استحکام خمشی سرد در شرایط پخت یکسان گردد [10]. انزیریس و همکاران در سال 2007، نشان دادند که مقدار قابل توجه از ویسکرهای دمبلی شکل SiC-β در ساختار دیرگدازهای Al2O3-C ایجاد شده و اگر پودر Si اضافه شده به ترکیب زیاد باشد و محدوده دمای پخت مناسبی برای دیرگداز در نظر گرفته شود، ویسکرهای SiC سوزنی نیز در زمینه وجود خواهد داشت. همچنین مطالعات بیشتر نشان داده که افزودن ترکیبی از Si,Al و TiO2 نانو سایز به آجرهای Al2O3-ZrO2-C به علت حضور ویسکرهای دمبلی شکل SiC و فاز سوزنی شکل Ti(CN) منجر به مقاومت به شوک حرارتی شده است [11]. لی و همکارانش در سال 2021 به بررسی اثر h-BN بر ریزساختار و خواص مکانیکی دیرگدازهای Al2O3-C پرداختند و نشان دادند که نمونه حاوی 5/0 درصد وزنی h-BN دارای بهترین خواص مکانیکی میباشد. افزودن h-BN میتواند قطر ویسکرهای SiC را کاهش دهد که منجر به بالاترین مقاومت خمشی سرد (42.63 ± 3.10 MPa) میشود. علاوه بر این، نتایج نشان میدهد که نمونه 5/0 درصد وزنی h-BN دارای بالاترین مقاومت در برابر ترکخوردگی و انتشار بوده که میتوان آن را به اثر حضور ویسکرهای h-BN و SiC و مکانیزم انحراف ترک نسبت داد [12]. بقائی و همکارانش در سال 2021 به بررسی فوم آلومینایی حاوی نانو TiO2 با پوشش فعال هرسینیت پرداختند. فیلترهای فومی آلومینا-کربن حاوی Wt%1 نانو TiO2 با استفاده از سیستم پایدارسازی بهینه با و بدون پوشش فعال هرسینیتی ساخته شدند. عبور موفقیتآمیز فولاد مذاب از فیلترها، کارایی و استحکام آنها را در برابر شرایط دمای ریختهگری و جریان مذاب از ساختار فیلتر اثبات کرد. بررسیهای ریزساختاری فیلتر با پوشش فعال هرسینیتی پس از فیلتراسیون مذاب نشان داد، بازده فیلتراسیون افزایش و مقدار اکسیژن مذاب به دلیل جذب اکسیژن از فولاد مذاب کاهش یافته است [13].
بررسیهای انجام گرفته توسط مطالعات کتابخانهای نشان داد اگرچه در زمینه افزودن نانو کامپوزیتها به سرامیکهای مهندسی دیرگدازهای Al2O3-C تحقیقاتی صورت پذیرفته ولیکن در زمینه افزودن نانو کامپوزیت آلومینا- نانولوله کربنی با ساختار نانو و مزوپور آلومینا تحقیقات مدونی در مراجع یافت نگردید.
2- مواد اولیه و روش تحقیق
2-1- تهیه مزوپور آلومینا
بهمنظور تهیه مزوپور آلومینا از آلومینیوم ایزو پروپکساید (Al[OCH(CH3)2]3, Sigma-Aldrich) بهعنوان پیش ماده و تری بلاک کوپلیمر (P123, Sigma-Aldrich) بهعنوان ماده فعال سطحی استفاده شد. ابتدا مقدار 4/24 گرم آلومینیوم ایزوپروپوکساید به 80 میلی لیتراتانول بدون آب (C2H6O, Anhydrous, 99.9% merck) اضافه گردید و به مدت 1 ساعت بر روی همزن مغناطیسی در دمای 40 درجه سانتیگراد قرار گرفت. سپس در ظرف دیگر مقدار 12 گرم P123 به 160 میلی لیتراتانول اضافه شد و به مدت 2 ساعت بر روی همزن مغناطیسی در دمای 40 درجه سانتیگراد قرار داده و پس از گذشت 2 ساعت مقدار 18 میلی لیترنیتریک اسید (HNO3, Merck) به محلول اضافه کرده و مجدد به مدت 30 دقیقه بر روی همزن مغناطیسی در همان دما گذاشته شد. محلول حاوی آلومینیوم ایزوپروکساید را بهآرامی به محلول حاوی P123 اضافه کرده و به مدت 2 ساعت در دمای 40 درجه سانتیگراد بر روی همزن مغناطیسی قرار داده شد. پس از گذشت مراحل آمادهسازی محلول بهدستآمده به مدت 5/4 روز در دمای 65 درجه سانتیگراد داخل آون قرارگرفت. نمونه خشک شده در دمای 600 درجه سانتیگراد به مدت 6 ساعت با نرخ
5/0 کلسینه شد [14].
2-2- تهیه نانو کامپوزیت MWCNT-Al2O3
جهت تهیه نانو کامپوزیت MWCNT-Al2O3 ابتدا 5 گرم از پودر نانوآلومینا (Al2O3, alpha, 99%, 80nm, US Research Nanomaterials) در آب توزیع (مقدار محتوی جامد به دوغاب 40%) و جهت تنظیم PH در محدوده چهار از نیتریک اسید استفاده و به مدت 30 دقیقه بر روی همزن مغناطیسی گذاشته شد. در ظرف جداگانه 1 درصد وزنی نانولوله کربنی چند جداره (MWCNT, 99%, OD:30-50nm, US Research Nanomaterials) عامل دار شده در آب بهوسیله اولتراسونیک توزیع کرده سپس در حد 5/0 گرم سدیم دو دوسیل سولفات (C12H25NaO4S, Merck) به آن اضافه و به مدت 1 ساعت تحت اولتراسونیک قرار داده شد. محلول حاوی MWCNT عامل دار شده درحالیکه تحت اولتراسونیک میباشد بهآرامی به محلول حاوی پودر نانو آلومینا اضافه و به مدت 2 ساعت بر روی همزن مغناطیسی گذاشته و سپس به مدت 24 ساعت در دمای 120 درجه سانتیگراد خشک شد. پودر بهدستآمده در دمای 600 درجه سانتیگراد به مدت 4 ساعت تحت اتمسفر آرگون قرار گرفت [15-16].
2-3- تهیه نانو کامپوزیت MWCNT-Mesoporous Al2O3
ابتدا مقدار 5 گرم پودر مزوپور آلومینا و 5/0 گرم پلیاتیلن گلیکول (PEG 4000, Merck) به 50 میلی لیتراتانول اضافه کرده و در دستگاه اولتراسونیک قرار داده شد. در ظرف جداگانه مقدار 1 درصد وزنی MWCNT عامل دار شده، 5/0 درصد وزنی سدیم دودسیل سولفات به 50 میلی لیتراتانول اضافه و به مدت 1 ساعت در اولتراسونیک گذاشته شد. سپس محلول حاوی MWCNT عامل دار شده را بهآرامی به محلول حاوی مزوپور آلومینا اضافه کرده و مجدد به مدت 1 ساعت بر روی همزن مغناطیسی قرار داده و سپس نمونه در دمای 120 درجه سانتیگراد داخل آون گذاشته شد. پودر حاصل به مدت 4 ساعت در دمای 600 درجه سانتیگراد تحت اتمسفر آرگون داخل کوره قرار داده شد [17-18].
2-4- بدنههای دیرگداز آلومینا – کربن
جهت ساخت بدنه آلومینا - کربن از آلومینا راکتیو (CL370, Alteo)، آلومینا تبولار با دانهبندی (2-1)، (1-0.5)، (0.5-0) و پودر، گرافیت (C, 98.5%, ≤45µm, Qingdao Xinghe)، کربن بلک (Carbon black, 75-80m2/g, Printon 125, Alvan)، کربورس (Carbores P, Rutgers)، سیلیکون، رزین نوالاک و هاردنر هگزامین استفاده گردید. بهمنظور دانهبندی ذرات از روش آندریازن اصلاح شده (معادله 1) استفاده شد که در آن D: اندازه ذره موردنظر، CPFT: درصد حجمی انباشتگی ذرات کوچکتر از اندازه موردنظر، Ds: اندازه کوچکترین ذره، DL اندازه بزرگترین ذره و q: مدول یا ضریب توزیع میباشد که در تحقیق حاضر 26/0 در نظر گرفته شده است [19].
(1) | CPFT/100=(Dq-Dqs)/(DqL-Dqs) |
جهت ساخت نمونه دیرگداز ابتدا ذرات پودر موجود در فرمولاسیون بدنه آلومینا – کربن را از الک mm02/0 عبور داده و بهصورت مکانیکی با یکدیگر مخلوط گردید (نانو افزودنیهای آلومینا، مزوپور آلومینا، نانو کامپوزیت MWCNT-Al2O3 و نانو کامپوزیت MWCNT-Mesoporous Al2O3 به نسبتهای 5/0، 1 و 5/1 درصد وزنی در این مرحله اضافه شد). جهت دستیابی به ویسکوزیته مناسب رزین فنولی در تمام مراحل انجام کار در دمای 45 درجه سانتیگراد قرار گرفت. در مرحله دوم 50% از رزین به ذرات درشتدانه آلومینا تبولار اضافه و بهصورت مکانیکی به مدت 5 دقیقه با یکدیگر بهطور کامل مخلوط شد. سپس پودر بهدستآمده از مرحله قبل را اضافه و به مدت 5 دقیقه مخلوط گردید. 50 درصد رزین باقیمانده طی دو مرحله به ترکیب اضافه و در ادامه به مدت 10 دقیقه عملیات مخلوط سازی انجام شد. مخلوط بهدستآمده به مدت 24 ساعت در شرایط محیط با حفظ حداقل دمای 20 درجه سانتیگراد و حداکثر 30 درجه سانتیگراد قرار داده شد. جهت بررسی خواص فیزیکی و مکانیکی مخلوط در قالبهایی به قطر mm 50 و ارتفاع mm 25 با فشار MPa150 تهیه و در دمای 200 درجه سانتیگراد به مدت 6 ساعت با نرخ 2/0 قرار گرفت. نمونههای بهدستآمده در محیط احیایی در بستر کک در دمای 1450 درجه سانتیگراد به مدت 2 ساعت گذاشته شد. جدول (1) نشاندهندهی ترکیب نمونههای تهیه شده در حضور افزودنیها میباشد. کد W مربوط به نمونه مرجع، کد A نشاندهنده نمونه حاوی نانو آلومینا، کد M نمونه حاوی مزوپور آلومینا، کدCA نمونه حاوی نانو کامپوزیت MWCNT-Al2O3 و کد CM مربوط به نانو کامپوزیت MWCNT-Mesoporous Al2O3 میباشد.
جدول (1): معرفی نمونهها در حضور افزودنیها.
مشخصه مواد افزودنی (% وزنی) | |||||||||||||
ماده اولیه | A1 | A2 | A3 | CA1 | CA2 | CA3 | M1 | M2 | M3 | CM1 | CM2 | CM3 | W |
نانو آلومینا | 0.5 | 1 | 1.5 | - | - | - | - | - | - |
|
|
| - |
نانو کامپوزیت آلومینا –نانولوله کربنی | - | - | - | 0.5 | 1 | 1.5 | - | - | - |
|
|
| - |
مزوپور آلومینا | - | - | - | - | - | - | 0.5 | 1 | 1.5 |
|
|
| - |
نانو کامپوزیت مزوپور آلومینا – نانولوله کربنی | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 0.5 | 1 | 1.5 | - |
3- روشهای انجام آزمایش و شاخصه یابی
استحکام فشاری سرد (CCS) با توجه به استانداردهای 993-5 DIN 993-7 و با استفاده از دستگاه (universal testing machine مدل GT-7001-L100) انجام شد. دانسیته بالک (BD) و تخلخل ظاهری (AP) با استفاده از استاندارد DIN 993-10 و تغییرات ابعادی خطی (PLC) با استاندارد DIN 993-10 انجام پذیرفت. آنالیز فازی XRD با استفاده از دستگاه پراش (Asenware AW-DX300) با لامپ مس و طول موج (λ=1.54184 Aº در محدوده 10-100° = 2θ) انجام شد. بررسی ریزساختاری زمینه دیرگدازهای آلومینا-کربن در حضور نانو افزودنیها با میکروسکوپ الکترونی با مدل Zeiss SEM, Germany با پوشش طلا انجام گرفت. جهت بررسی سطح ویژه نانو ذرات سنتز شده از دستگاه مدل BELSORP MINI II کمپانی BEL ژاپن استفاده گردید.
4- نتایج و بحث
4-1- بررسی آنالیز فازی، افتراق سنجی حرارتی و سطح ویژه مزوپور آلومینا و نانو کامپوزیت CM و CA
الگوی XRD مزوپور آلومینای سنتز شده در زوایای کم (0-10) و معمولی (10-90) در شکل (1) آورده شده است. همانگونه که در شکل (1-الف) بهخوبی قابلمشاهده است حضور پیک در محدود 5/0 و 1 درجه اثباتی بر حضور ساختار مزوپور بوده است. با توجه به شکل (1-ب) ذرات آلومینا بدون هیچگونه ناخالصی سنتز گردیده است. همچنین حضور پیکهایی در Ө2= 37، 45، 66 به ترتیب بیانگر صفحات (311)، (400) و (440) آلومینا میباشد [20].
|
(الف) |
|
(ب) |
شکل (1): الگوی XRD مزوپور آلومینا الف: (10-0) درجه و ب: (90-10) درجه.
جهت اندازهگیری سطح ويژه از آزمون BET استفاده شده است. پـارامترهای ساختـاری کـه از این آزمـون به دست میآید، در جدول (2) خلاصه شده است. جهت اثبات مزوپور بودن آلومینا الگوی آزمون مورد بررسی قرار گرفت بر اساس دستهبندی آیوپاک نوع IV است، همچنین نتایج نشان داد حلقه هیسترزیس بهدستآمده شکل (2)، تقریباً مشابه نوع H2 میباشد که بیانگر مزوپورها است. بر اساس نتايج بهدستآمده در اين نمونه سطح ويژه حدود m2/g112.21 و ابعاد تخلخل nm13.41 ميباشد. باتوجه به جدول (2) مشاهده میشود بیشترین سطح ویژه مربوط به کـامپوزیت MWCNT- Mesoporous Al2O3 است کـه میتواند به مورفولوژی MWCNT نسبت داد زیرا هر دو جزء دارای سطح ویژه بالایی میباشند.
جدول (2): سطح ویژه نانو افزودنیهای حاصل از آزمایش BET.
BET plot | |
112.21 [m2 g-1] | Mesoporous Al2O3 |
15 [m2 g-1] | Al2O3 |
60 [m2 g-1] | MWCNT |
36.12 [m2 g-1] | MWCNT- Al2O3 |
132.48 [m2 g-1] | MWCNT -Mesoporous Al2O3 |
شکل (2): منحنی جذب و واجذب نمونه مزوپور آلومینا.
شکل (3) الگوی XRD مربوط به کامپوزیت MWCNT-Al2O3 را نشان میدهد. شکل (3-ج) مربوط به الگو پراش اشعه ایکس MWCNT و شکل (3-ب) مربوط به Al2O3 همانطور که مشخص میباشد هر دو ماده کاملاً خالص میباشد. همانگونه که از الگو پراش اشعه ایکس مشخص میباشد به دلیل کم بودن درصد وزنی (%1 Wt) MWCNT در نمونه قابلمشاهده نمیباشد. جهت بررسی حضور MWCNT از آنالیز TG استفاده گردید. همانگونه که در تصویر (4) مشاهده میشود اولین کاهش دما مربوط به تجزیه گروههای کربوکسیلیک میباشد. در نمونه (الف) که نشاندهنده نانو آلومینا است کاهش وزن تا 400 درجه سانتیگراد مربوط به از دست دادن رطوبت اولیه میباشد و تا 1200 درجه سانتیگراد کاهش وزن ادامه دارد. منحنی (ب) مربوط به کامپوزیت CA میباشد که همانطور که مشخص است کاهش وزن بیشتری نسبت به نمونه آلومینا دارد و میتوان به سوختن MWCNT نسبت داد [21-23].
شکل (3): الگو XRD مربوط به: الف) MWCNT-Al2O3، ب) Nano Al2O3 و ج) MWCNT.
شکل (4): آنالیز حرارتی: الف) Nano Al2O3 و ب) MWCNT-Al2O3.
4-2- بررسی خواص فیزیکی و مکانیکی دیرگدازهای آلومینا –کربن در حضور نانو افزودنیهای تهیه شده
میانگین نتایج خواص فیزیکی و مکانیکی نمونههای با و بدون افزودنیهای نانو آلومینا، مزوپور آلومینا و نانو کامپوزیت MWCNT-Al2O3 با مورفولوژیهای مختلف آلومینا پس از عملیات حرارتی در دمای 1450 درجه سانتیگراد در جدول (3) نشان داده شده است.
جدول (3): نتایج خواص فیزیکی و مکانیکی نمونههای سنتز شده در دمای 1450 درجه سانتیگراد.
ترکیب شیمیایی | نام اختصاری | چگالی کلی (g/cm3) | تخلخل ظاهری (%) | استحکام فشاری سرد CCS (MPa) |
مرجع | W | 2.89±0.01 | 13.42±0.68 | 110±1.8 |
نانو آلومینا (50 نانومتر) | A1 A2 A3 | 2.96±0.01 2.98±0.01 2.95±0.01 | 13.06±0.03 12.73±0.06 14.42±0.18 | 127.4±2.05 131.2±3.50 108.4±2.66 |
مزوپور آلومینا | M1 M2 M3 | 2.93±0.01 2.95±0.05 2.91±0.02 | 13.62±0.50 13.11±0.10 14.67±0.21 | 109±1.36 124.7±1.66 94±1.08 |
کامپوزیت آلومینا – نانولوله کربنی | CA1 CA2 CA3 | 3.03±0.05 3.04±0.02 2.96±0.01 | 12.09±0.61 11.89±0.48 14.77±0.32 | 131.8±1.45 137±1.91 115.6±1.33 |
کامپوزیت مزوپور آلومینا – نانولوله کربنی | CM1 CM2 CM3 | 2.94±0.02 2.96±0.01 2.93±0.01 | 14.32±0.2 13.28±0.19 14.82±0.2 | 112.4±1.64 127.2±1.71 97.5±1.73 |
از مقایسه نمونه حاوی نانو آلومینا و نمونه حاوی مزوپور آلومینا چنین استنباط میشود که در نمونه مزوپور آلومینا چگالی و استحکام کاهش یافته است و میزان تخلخل ظاهری آن افزایش یافته که این موضوع مربوط به ماهیت مزوپورها است. همچنین از مقایسه نانو آلومینا و کامپوزیت MWCNT-Al2O3 مشاهده میشود که کامپوزیت CA2 چگالی و استحکام فشاری سرد بالاتری نسبت به نمونه نانو آلومینا دارد با توجه به مطالعات انجام شده در این پروژه و سایر پژوهشگران به نظر میرسد که MWCNT و آلومینا میتوانند در بدنههای Al2O3-C خواص فیزیکی و مکانیکی را بهبود بخشند. از سوی دیگر با مقایسه نمونه A2 و نمونه مرجع W استحکام فشاری سرد حدود 19 درصد افزایش یافته و همچنین از مقایسه نانو کامپوزیت CA2 با نمونه مرجع مشاهده گردید که در نانو کامپوزیت CA2 باعث افزایش 24 درصدی استحکام فشاری سرد شده است. علت این افزایش استحکام را از یک سو میتوان به افزایش تافنس شکست آلومینا در حضور MWCNT توسط پدیدهی پل زدن ترک و از سوی دیگر افزایش استحکام دهی توسط انتقال بار بین MWCNT و آلومینا نسبت داد که این مطالعات توسط چان و وی8 نیز تأیید گردیده است [24-26]. از سوی دیگر با افزایش درصد نانو افزودنیها تا 1 درصد وزنی استحکام فشاری سرد افزایش یافته اما با افزایش نانو افزودنیها تا 5/0 درصد وزنی استحکـام فشاری سرد کاهش یافته است که میتواند به دلیل پدیده کلوخهای شدن ذرات در بالاتر از 1 درصد وزنی باشد که این پدیده توسط بخش و همکارانش10 نشان داده شده است [27-29]. در کل با مقایسه نمونهها با نمونهی مرجع (نمونه فاقد افزودنی) مزوپور آلومینا خواص پایینتری را نشان داد.
4-3- آنالیز فازی بدنه آلومینا – کربن قبل و بعد از پخت در حضور افزودنیهای نانو آلومینا، مزوپور آلومینا و نانو کامپوزیت CM و CA
آنالیز XRD بهمنظور بررسی پیکهای قبل و بعد از پخت نمونههای تهیه شده در دمای 1450 درجه سانتیگراد در زیر کک انجام شد. همانطور که در شکل (5) مشاهده میشود پیکهای مربوط به Si در نمونههای قبل از پخت بهطور کامل قابلملاحظه میباشد و پس از انجام پخت نمونهها زیرکک در دمای 1450 درجه سانتیگراد شدت پیکهای مربوط به Si کاهش یافته و پیکهای ضعیف SiC تشکیل شده است. جهت تأیید نتایج ذکر شده از آنالیز SEM استفاده گردید [7].
|
(الف) |
|
(ب) |
|
(ج) |
|
(د) |
شکل (5): الگو پراش پرتوایکس نمونههای: الف) (1%Wt, Al2O3)، ب) (1% Wt, MWCNT-Al2O3)، ج)
(Mesoporous Al2O3 1% Wt) و د) (MWCNT-Mesoporous Al2O3 1% Wt,) قبل و بعد از پخت 1450
.
4-4- بررسی ریزساختاری (SEM) بدنههای آلومینا – کربن
ریزساختار SEM نمونههای A (1%Wt, Al2O3)، CA (1%Wt,MWCNT-Al2O3)، M (Morous Al2O3 1% Wt,), CM (1% Wt, MWCNT- Mesoporous Al2O3) در تصویر (6) آورده شده است. جهت بررسی مکانیزم تغییرات فوق میتوان چنین استنباط نمود که جهت تشکیل ویسکر SiC مکانیزم جامد-بخار و بخار-مایع-جامد دخیل میباشد. زینگ لی و همکارانش نشان دادند که واکنشهای زیر منجر به تشکیل SiC از طریق واکنش فازهای گازی بهصورت زیر میباشد [30].
(2) | SiO2(s)+3C (s)=SiC(S)+2CO (g) |
(3) | C(s)+ SiO2 (S)=SiO(g)+CO (g) |
(4) | SiO2(s)+CO(g)=SiO(g)+CO2(g) |
(5) | C(s)+ CO 2 (g)= 2CO (g) |
(6) | SiO(g)+2C(s)= SiC(s)+CO(g) |
(7) | SiO (g)+3CO (g)=SiC(S)+2CO2 (g) |
بررسی تصاویر (الف و ب) نشان میدهد که 1 درصد وزنی نانو کامپوزیت کد CA2 میزان ویسکر SiC بیشتری نسبت به نمونه نانو آلومینا کد A2 دارد. این نمونه با توجه به رابطه (6) و در نظر گرفتن این نکته که کربن موجود در واکنش شامل کربن ناشی از رزین، کربورس P و MWCNT بوده توجیهپذیر میباشد. وجود CNT و مورفولوژی خاص آن دلیلی بر تقویت جوانهزنی و رشد فاز SiC سوزنی میباشد. همچنین از مقایسه نمونه حاوی 1 درصد مزوپور آلومینا کد M2 با سایر نمونهها نشان داده شد که نمونه حاوی مزوپور آلومینا کد M2 مقدار SiC کمتری نسبت به نمونه حاوی نانو آلومینا کد A2 و نانو کامپوزیت کد CA2 دارد این موضوع به دلیل کاهش SiO(g)، CO(g) و جذب بیشتر آن توسط ساختار مزوپور آلومینا که سطح ویژه بسیار بالاتری نسبت به دیگر اجزاء سازنده دارد ارتباط داده شد [30-31].
|
(الف) |
|
(ب) |
|
(ج) |
|
(د) |
|
شکل (6): ریزنگار SEM نمونههای الف) (1%Wt,Al2O3)، ب) (1% Wt,MWCNT-Al2O3)، ج) (Mesoporous Al2O3 1%Wt,) و د) (MWCNT-Mesoporous Al2O3 1% Wt,) بعد از پخت در دمای 1450.
5- نتیجهگیری
نتایج تحقیق حاضر نشان داد که اضافه نمودن 1 درصد وزنی از افزودنیهای نانو ساختار میتواند تأثیر مثبت بر خواص مکانیکی داشته و درصد بالاتر از آن به دلیل سطح ویژه بالا و تمایل به کلوخهای شدن توصیه نمیگردد. همچنین نتایج اثبات نمود که نمونه حاوی 1 درصد وزنی کامپوزیت CA2 بیشترین استحکام فشاری سرد در حدودMPa137 دارد. حصول نتیجه فوق در ارتباط مستقیم با MWCNT و Al2O3 بهصورت نانو کامپوزیت بوده که در تشکیل شدن SiC، سینترینگ فاز زمینه و بهبود استحکام دیرگداز تأثیرگذار است.
نتایج نمونه CM2 نشان داد که علیرغم سطح ویژه بالاتر و به دلیل طبیعت متخلخل آن واکنشهای جامد-بخار و بخار-مایع- جامد با اختلال روبهرو شده و ویسکرهای SiC کاهش یافته است و در کل خواص مکانیکی نمونه شامل 1 درصد وزنی در حدود 7 درصد کاهش یافته است.
6- مراجع
[1] N. Liao, Y. Li, Sh. Jin, Sh. Sang & G. Liu, "Reduced brittleness of multi-walled carbon nanotubes (MWCNT) containing Al2O3-C refractories with boron carbide", Materials science & engineering A, vol. 698, pp. 80-87, 2017.
[2] C. Atzenhofer, S. Gschiel & H. Harmuth, "Phase formation in Al2O3-C refractories with Al addition", Journal of the European Ceramic Society, vol. 37, no, 4, pp. 1805-1810, 2017.
[3] V. Roungos & C. G. Aneziris, "Improved thermal shock performance of Al2O3–C refractories due to nano-scaled additives", Ceramics International, vol. 38, no. 2, pp. 919-927, 2012.
[4] H. B. Fan, Y. W. Li & S. B. Sang, "Microstructures and mechanical properties of Al2O3–C refractories with silicon additive using different carbon sources", Materials Science and Engineering A, vol. 528, no.7-8, pp. 3177-3185, 2011.
[5] H. Shikano, "Refractories Handbook", Technical Association of refractories, 1998.
[6] M. Luo, Y. Li, Sh. Jin, Sh. Sang, L. Zhao & Y. Li, "Microstructures and mechanical properties of Al2O3-C refractories with addition of multi walled carbon nanotubes", Materials science and engineering A, vol. 548, pp. 134-141, 2012.
[7] V. Roungos, C. G. Aneziris & H. Berek, "Novel Al2O3 refractories with less residual carbon due to nanoscaled additives for continuous steel casting application", Advance Engineering materials, vol. 14, no. 4, pp. 255-264, 2012.
[8] V. Roungos & C. G. Aneziris. "Improved thermal shock performance of Al2O3-C refractories due to nanoscaled additives", ceramics international, vol. 38, no. 2, pp.919-927, 2012.
[9] N. Brachhold, J. Fruhstorfer, A. Mertke & C. G. Aneziris. "Carbon bonded alumina refractories with reduced carbon content due to the addition of semi-conductive silicon and/ or nanoparticles", Journal of Ceramic sience and technology, vol. 7, pp. 209-222, 2016.
[10] Z. Huizhong, W. Bin & W. Houzhi, "Influences of nano-alumina and nano-silica on sintering and mechanical property of corundum refractories", Naihuo Cailiao, pp. 472-482, 2002.
[11] C. G. Aneziris, U. Klippel, W. Scharfl, V. Stein & Y. Li, "Functional refractory material design for advanced thermal shock performance due to Titania additions", Applied Ceramic Technology, vol. 4, no. 6, pp. 481-489, 2007.
[12] Z. Ji, N, Liao, Y. Li, M. Nath, T. Zhu & L, Pan, Y. Dai, "Effect of h-BN on the microstructure and fracture behavior of low carbon Al2O3-C refractories", Ceramics International, vol. 47, no. 21, pp.29900-29907, 2021.
[13] A. Baghaei, A. B. Nourbakhsh & R. Ebrahimi Kahrizsangi, "Inclusion removal mechanisms of Al-Killed 304 low carbon stainless steel melt using hercynite coted Al2O3-C ceramic foam filters", Advance Materials and processing, vol. 9, no. 2, pp. 27-37,2021.
[14] S. Badogaa, R. V. Sharmaa, A. K. Dalai & J. Adjaye, "Synthesis and characterization of mesoporous aluminas with different pore sizes: Application in NiMo supported catalyst for hydrotreating of heavy gas oil", Applied Catalysis A: general, vol. 489, pp. 86-97, 2015.
[15] N. Bakhsh, F. A. Khalid & A. S. Hakeem, "Synthesis and characterization of pressureless sintered carbon nanotube reinforced alumina nano composites", Materials science and engineering: A, vol. 578, pp. 422-429, 2013.
[16] L. kumaria, T. Zhang, G. H. Du, W. Z. Li, Q. W. Wang, A. Datyec & K. H. Wu, "Termal of properties CNT-Alumina nanocomposites", composite science and technology, vol. 68, no. 9, pp. 2178-2183, 2008.
[17] A. Kołodziejczak-Radzimska, A. Budna, F. Ciesielczyk, D. Moszyński & T. Jesionowski," Laccase from Trametes versicolor supported onto mesoporous Al2O3: Stability tests and evaluations of catalytic activity", Process Biochemistry, vol. 95, pp. 71-80, 2020.
[18] S. Lu & Y. Liu, "Preparation of meso-macroporous carbon nanotube-alumina composite
monoliths and their application to the preferential oxidation of CO in hydrogen-rich gases", Applied catalysis B: Environmental, vol. 111-112, pp. 492-501, 2012.
[19] A. P. Daluz, M. A. L. Braulio & V. C. Pandolfelli, "Refractory castable engineering", Germany, Göller Verlag, 2015.
[20] S. Badoga, R. Sharma, A. Dalai & J. Adjaye, "Synthesis and characterization of mesoporous alumina with different pore sizes: Application in NiMo supported catalyst for hydrotreating of heavy gas oil", Applied Catalysis A: General, vol. 489, pp. 86-97, 2015.
[21] L. Ahmad, M. Unwin, H. Cao, H.chen, H. Zhao, A. Kennedy & Y. Q. Zhu, "Multi-walled carbon nanotubes reinforced Al2O3 nanocomposites: Mechanical properties and interfacial investigations", composites science and technology, vol. 70, no, 8, pp. 1199-1206, 2010.
[22] H. Barzegar-Bafrooei & T. Ebadzadeh, "Synthesis of nanocomposite powders of alumina carbon nanotube by sol-gel method", advanced powder technology, vol. 22, no. 3, pp. 366-369, 2011.
[23] F. Inam, A. Heaton, P. Brown, T. Peijs & M. Reece, "Effect of dispersion surfactants on the properties of ceramic-carbon nanotube (CNT) nanocomposites", ceramics international, vol. 40, no. 1, pp. 511-516, 2014.
[24] B. Chan, I. Moseung, T. Chakyung, H. Kimkyung, H. Leesoon & H. Hong, "Fabrication of carbon nanotube reinforced alumina matrix nanocomposite by sol–gel process", materials science and engineering A, vol. 395, no. 1-2, pp. 124-128, 2005.
[25] T. Wei, Zh. Fan, G. Luo & F. Wei, "A new structure for multi-walled carbon nanotubes reinforced alumina nanocomposite with high strength and toughness", Materials Letters, vol. 62, no. 4-5, pp. 641-644, 2008.
[26] S. Sarkar & P. Kr. Das, "Processing and properties of carbon nanotube/alumina nanocomposites: a review", advance study center, vol. 37, no. 1, pp. 53-82, 2014.
[27] N. Bakhsh, F. A. Khalid & A. S. Hekeem, "Effect of sintering temperature on densification and mechanical properties of pressureless sintered CNT-alumina nanocomposites", materials science and engineering, vol. 60, no. 1, 2014.
[28] I. Ahmad, M. Unwin, H. Co, H. Chen, H. Zhao, A. Kennedy & Y. Q. Zhu, "Multi-walled carbon nanotubes reinforced Al2O3 nanocomposites: Mechanical properties and interfacial investigations", composite science and technology, vol. 70, no. 8, pp. 1199-1206, 2010.
[29] F. Liang, N. Li & B. Liu & Zh. He, "Processing and characterization of Multi-walled carbon nanotubes containing alumina-carbon refractories prepared by nanocomposite powder technology", Metal and Materials Society and ASM international, vol. 47B, pp. 1661-1668, 2016.
[30] X. Li, G. Zhang, R. Tronstad & O. Ostrovski, "Synthesis of SiC whiskers by VLS and VS process", ceramics international, vol. 42, no. 5, pp. 5668-5676, 2015.
[31] A. W. Weimer, K. J. Nilsen, G. A. Cocheran & R. P. Roach, "Kinetics of carbothermal reduction Synthesis of beta silicon carbide" ceramics and advanced material research, vol. 39, no. 3, pp. 493-503, 1993.
7- پینوشت
[1] Li et al
[2] Carbon Nanotube
[3] Multi Wall Carbon Nanotube (MWCNT)
[4] Roungos et al
[5] Anezirs et al
[6] Brachhold et al
[7] Z.Huizhong et al
[8] Chan & Wei
[9] Bakhs
Please cite this article using:
Mozhdeh Malekpour Jarghouyeh, Amir Abbas Nourbakhsh, Seyed Nezamoddin Mirsattari, Alireza Nezamzadeh-Ejhieh, The Effect of (Nano, Mesoporous) Alumina and Their Composite with MWCNT Additives on Microstructure, Physical and Mechanical Properties of Alumina-C Refractories, New Process in Material Engineering, 2023, 17(3), 25-35.
