Mühendisler bu şekilde daha iyi refrakter malzemeler elde etmenin yolunu buldular.

Fırında veya fırında uygulanan refrakter malzemelerin hammaddeleri farklılık göstermektedir. Bilim adamları ve mühendisler, verimliliğini artırmanın, maliyeti düşürmenin ve hizmet ömrünü uzatmanın yollarını araştırıyor.

Araştırmalar, sıvı fazın küçük bir yüzdesinin varlığının, stres konsantrasyonunu etkili bir şekilde azaltabildiğini ve mekanik stres konsantrasyonunun neden olduğu yerel aşırı erozyonu ve termal stres konsantrasyonunun neden olduğu çatlama ve dökülmeyi önleyebildiğini göstermektedir. Korindon-spinel sistemini örnek alırsak, korundum-önceden sentezlenmiş spinel sistemi ile karşılaştırıldığında, korundum-in-situ spinel sistemi daha iyi servis performansına sahiptir. Bir yandan, yerinde spinel matriste daha yüksek bir dağılım derecesine sahiptir, bu da daha iyi cüruf geçirgenlik direncine yol açar, ancak daha da önemlisi, küçük bir katkı maddesinin eklenmesi nedeniyle yüksek sıcaklıkta belirli bir yüzdede sıvı faz üretilir. miktarda silika külü. Korindon yerinde spinel sisteminin yüksek sıcaklıktaki sıvı içeriği silika külü miktarıyla yakından ilgilidir. Deneysel çalışmalar, optimum silika külü miktarının toplam formül malzemesinin ağırlıkça %0.7-0.8'i olması gerektiğini göstermiştir. Ancak refrakter malzemelerde sıvı fazın oluşumu, safsızlık bileşimi, içeriği ve dağılımı ile sıcaklık değişimi gibi birçok faktörden etkilendiğinden, uygulamada kontrol edilebilir sıvı faz oluşumunun gerçekleştirilmesi zordur.

Refrakter içerisine belirli bir ham maddenin eklenmesiyle yerinde reaksiyonla kontrollü bir sıvı faz yüzdesi üretilir. Başarılı örnekler arasında magnezyum kalkanın magnezya-karbon tuğlaya ve andaluzitin demir oluk malzemesine eklenmesi yer alır.

Magnezyum kalkanı bir tür sentetik gözenekli çok fazlı malzemedir. Magnezyum kalkanın ana mikroyapı özelliği, kalsiyum alüminat fazının spinel taneleri arasında dağılmış olmasıdır.

Servis sırasında, magnezyum kalkandaki kalsiyum alüminat fazı, magnezya-karbon tuğlasındaki SiO2 gibi yabancı maddelerle reaksiyona girerek sıvı faz oluşturur, bu da magnezyum kalkan parçacıklarının plastik deformasyonuna neden olur ve stres konsantrasyonunu azaltır.

Ayrıca sıvı faz, kılcal kuvvetin etkisi altında matrisin içine nüfuz ederek gözenekleri kapatır ve oksidasyon reaksiyonunu geciktirir, böylece magnezya-karbon tuğlanın servis performansını artırır.

Duvarları inşa etmek için kullanılan magnezyum-karbon tuğlaya, magnezyum kalkanın eklenmesi erozyon oranını azaltabilir ve servis ömrünü uzatabilir. Cüruf hattı magnezya-karbon tuğlaları için, magnezyum kalkanın eklenmesi servis performansını etkilemeden metal antioksidanın yerini alabilir, ancak erozyon oranı önemli ölçüde azaltılamaz.

Andaluzitin demir hendek malzemesine dahil edilmesi aynı zamanda oksidasyon direncini de geliştirebilir.

Mekanizma şu şekildedir: andalusitin mulitizasyon reaksiyonu servis sırasında meydana gelir ve üretilen sıvı faz, kılcal kuvvetin etkisi altında demir oluğunun matrisine nüfuz ederek stomaları kapatır.

Ancak demir hendek malzemesinin servis döngüsü uzun olduğundan, sıvı fazın sürekli birikmesi, demir hendek malzemesinin daha sonraki dönemde erozyon önleyici performansını etkileyecektir, bu nedenle ana hendekte, özellikle de ana hendekte andaluzit kullanılması genellikle tavsiye edilmez. demir düşme noktasına yakın demir hendek malzemesi.

Fabrikalar için, özellikle hammaddelerin hızla arttığı ve dünyanın her yerinde insanların sıfır karbon hedefini savunduğu ve çevrenin korunmasını savunduğu mevcut koşullar altında, yeni malzemeleri ve yeni üretim yöntemlerini test etmek çok önemlidir.