دیرگدازهای ریختنی بدون سیمان ایرانی
محققان دانشگاه شهرکرد، به نوعی دیرگداز ریختنی بدون سیمان دست یافتند که استحکام و دیرگدازی تحت بار بیشتری نسبت به مشابه خارجی خود دارند.
به گزارش سرویس علم و فن آوری پایگاه اطلاع رسانی صبا به نقل از نانو دکتر ساسان اطرج، پژوهشگر این طرح، گفت: «دیرگدازهای ریختنی با اتصال ژل نانو سیلیس، دارای استحکام خمشی گرم، رفتار جریان‌یابی، مقاومت به شوک حرارتی، مقاومت به اکسیداسیون و اسید عالی هستند و می‌توانند نیاز صنایع حرارتی مختلف را برطرف کنند».
وی، در گفتگو با بخش خبری سایت ستاد ویژه توسعه فناوری نانو با بیان این مطلب، افزود: «با این مواد جدید، صنایع تولیدکننده آهن، فولاد و دیگر فلزات غیر آهنی و همچنین صنایع مختلف دیگر همانند سرامیک، شیشه و سیمان یک ترکیب دیرگداز جایگزین جدید با کارایی بالا در فرایند عملیات حرارتی خواهند داشت و در کاربردهایی که دیرگداز احتیاج به دیرگدازی تحت بار بالا، مقاومت در برابر شوک حرارتی مناسب و مقاومت شیمیایی خوب دارد، استفاده از ترکیبات دارای اتصال ژل نانو سیلیس، باعث افزایش مقاومت‌ها و در نتیجه عمر دیرگدازها خواهد شد».
یکی از محصولات پر مصرف و مهم در صنایع حرارتی تولید آهن، فولاد و سیمان، دیرگدازهای ریختنی هستند که نوع و کیفیت آنها تاثیر بسیار زیادی بر کیفیت و قیمت تمام شده محصولات صنایع حرارتی دارد. بنابراین برای کاهش هزینه‌های تولید و رقابت در بازارهای جهانی، باید از مواد دیرگداز با دوام بیشتر و مناسب‌تر استفاده کرد.
دکتر اطرج اظهار داشت: «هدف اصلی از اجرای این طرح پژوهشی، دستیابی به دانش فنی ساخت دیرگدازهای ریختنی خودجاری بدون سیمان (در سیستم آلومینایی) در داخل کشور بوده است که با توجه به بهبود خواص نسبت به دیرگدازهای ریختنی حاوی سیمان، می‌تواند کاربردهای زیادی در صنایع مختلف حرارتی داشته باشند. هدف دیگر از اجرای این طرح نیز، بررسی امکان استفاده از ذرات نانو سیلیس در ترکیب دیرگدازهای ریختنی خودجاری و بررسی تاثیر این نوع ذرات بر خواص این نوع دیرگدازها بوده است».
نتایج این کار پژوهشی نشان داده است که مقدار مناسب سل نانو سیلیس برای ایجاد دیرگداز ریختنی به صورت خودجاری، با زمان کارپذیری مناسب و حداقل استحکام‌های مناسب برای کاربرد، 10 تا 11 درصد حجمی به وزنی است.
از سویی دیگر، در دیرگدازهای ریختنی کم سیمان (LCC) و خیلی کم سیمان (ULCC)، با افزایش دما، ابتدا به علت شکسته شدن اتصالات سیمان هیدراته در حدود دمای 900 تا 1000 درجه سانتی‌گراد، استحکام کاهش می‌یابد. اما نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که در دیرگدازهای ریختنی دارای اتصال ژل نانو سیلیس، با افزایش دما، استحکام افزایش می‌یابد. این امر مزیت استفاده از اتصال ژل نانو سیلیس را به جای اتصال سیمانی نشان می‌دهد. وجود ذرات بسیار ریزدانه (ژل نانو سیلیس) در ترکیب این نوع دیرگدازهای ریختنی با داشتن سطح ویژه بسیار بالا، باعث کاهش دمای تشکیل فاز مولایت می‌گردند.
این طرح با همکاری دانشگاه شهرکرد و دانشگاه آزاد اسلامی واحد شاهرود انجام گرفته است و بخش اصلی آن در شرکت فراورده‌های نسوز قدر صورت گرفته است. جزئیات این پژوهش نیز که با همکاری دکتر سید حسین بدیعی و مهندس رضا مرزبان (مدیر تحقیقات شرکت فرآورده‌های نسوز قدر) انجام شده، در مجله Ceramics – Silikáty (جلد 53، صفحات 297 الی 302 ، سال 2009) منتشر شده است.
