بررسي اثر افزودني فلورايدي بر فرايند تشكيل آلوميناي آلفا از آلوميناي اكتيو

Effect of fluoride additive on alpha-Alumina Formation from Active Alumina

آلوميناي آلفا مهمترين ماده مصرفي در ساخت سراميكهاي مهندسي و ديرگدازهاي آلومينايي است. آلوميناي اكتيو كه با نام‌هاي آلوميناي هيدراته شونده و-Al2O3 نيز شناخته مي‌شود، نوعي آلوميناي واسطه است كه از حرارت‌دهي لحظه‌اي گيبسيت در دماهاي oC 600-500 بدست مي‌آيد. در اين پژوهش اثر افزودني آمونيوم بي‌فلورايد (NH4HF2) بر فرآيند تشكيل آلوميناي آلفا از آلوميناي اكتيو مورد بررسي قرار گرفت. ابتدا سوسپانسيون‌هايي حاوي آلوميناي اكتيو و مقادير مختلف افزودني (0 تا %3 وزني افزودني آمونيم بي‌فلورايد) تهيه و به مدت يك ساعت هم زده شدند. سپس آب هر سوسپانسيون توسط كاغذ صافي گرفته شده و پودر حاصل در خشك كن با دماي oc 110 به مدت 24 ساعت خشك گرديد. پودرها جهت آناليز فازي و DSC تا دماي oC 1400 كلسينه شدند. نتايج نشان داد در مقدار افزودني فلورايدي 1 % پيك تندي در دماي 1100 درجه ظاهر شد كه تاييد تشكيل آلوميناي آلفا مي باشد. پيك مذكور با افزايش درصد افزودني تا 3 % به دماهاي پايينتري تا حدود oC 925 منتقل شد. بررسي‌هاي ريزساختاري با FESEM نشان داد در نمونه‌هاي حاوي افزودني، ذرات داراي شكل هگزاگونال هستند. ساختار شش‌ضلعي ذرات با افزايش درصد افزودني منظم‌تر شده و ضخامت ورقه‌هاي شش‌ضلعي نيز بيشتر مي‌شود. در انتها، مكانيزم‌هاي اثر افزودني فلورايدي در تشكيل فاز آلفا با توجه به منابع موجود تحليل شده و صحت يافته‌ها در مقايسه با ديگر پژوهش‌هاي انجام شده در اين خصوص بررسي گرديد.

-Al2O3 is the most important raw material for synthesizing modern ceramics and high alumina refractories. Active Alumina (also known as Hydratable Alumina and -Al2O3) is a kind of transition alumina which is produced by flash-calcining of Gibbsite at 500-600 oC. In this research, the effect of Ammonium bi-fluoride additive (NH4HF2), on the formation of -Al2O3 from active alumina was investigated. Suspensions containing active alumina and different amounts of fluoride additive (0-3 wt%) were stirred for 1 hour. The water of each suspension was removed by filter paper and the resultant powders were dried at 110 oC for 24 hrs. Powders were calcined up to 1400 oC for DSC and XRD analysis. The DSC test results showed that by having 1 wt% fluoride additive, a sharp peak appeared at 1100 oC indicating the formation of -Al2O3. Increasing the additive amount to 3 wt%, shifted the transformation peak to as low temperatures as 925 oC. FESEM studies showed that in samples containing fluoride additive, the particles possessed hexagonal morphology. However, the ordering of the platelets and their thickness was a function of additive content. The higher the fluoride additive, the more ordered hexagonal shape as well as more thickness of the platelets.