Magnezijev oksid iz morske vode - Kemijsko-tehnološki fakultet

Magnezijev oksid iz morske vode - Kemijsko-tehnološki fakultet Magnezijev oksid iz morske vode - Kemijsko-tehnološki fakultet

27.03.2014 Views

Slika 40. Shematski prikaz supstitucije Mg 2+ s Ti 4+ i O 2- s F - u kristalnoj strukturi magnezijeva oksida (periklasa): a) gusto pakirana struktura MgO tipa NaCl (na niskim temperaturama) b) Schotkyev tip defekta (anionske i kationske šupljine) na visokoj temperaturi; ioni u rešetki sele prema površini kristala stvarajući slobodna mjesta (šupljine) u rešetki c) kristal sadrži Ti 4+ ione - stvaraju se kationske šupljine d) kristal sadrži F - ione – stvaraju se kationske šupljine. Dodatak LiF učinkovitiji je od dodatka Li 2 CO 3 , jer izrazitije aktivira proces sinteriranja elektrotaljenog magnezijeva oksida. Tijekom sinteriranja uzoraka s dodatkom Li 2 CO 3 dolazi do razgradnje Li 2 CO 3 na Li 2 O i CO 2 , pri čemu otparavanje CO 2 nepovoljno utječe na stvaranje kontakta izmeñu čestica MgO. Nastali Li 2 O ugrañuje se u površinske slojeve MgO i tako dovodi do odreñenog očvršćivanja kontakta i povećanja mehaničke čvrstoće (36,30 MPa). Visoki napon pare LiF (10 -3 bar pri 1000 o C) i njegova dobra topljivost u MgO omogućuju da lako prodire u površinske slojeve zrna elektrotaljenog MgO. Ovo pokazuje da je brz prijenos LiF u 121

plinovitoj fazi vrlo značajan za djelovanje ovog aditiva. Mehanička čvrstoća ovih uzoraka iznosi 44,14 MPa. Slika 41. Utjecaj dodatka Li 2 O, Na 2 O i CaO na gustoću uzoraka magnezijeva oksida sinteriranih pri 1500 o C, (TG = teorijska gustoća) Dodatak SiO 2 i Al 2 O 3 rezultira stvaranjem forsteritne, odnosno spinelne faze u proizvodu prema odgovarajućim faznim dijagramima, a koja raste s povećanjem količine dodatka SiO 2 , odnosno Al 2 O 3 u smjesi. Znatna razlika uočena je pri 1400 o C. Budući da je ova temperatura niža od temperature eutektikuma, pretpostavlja se da male količine SiO 2 (do 1 mol. %) stvaraju čvrstu otopinu s MgO, što rezultira kationskim šupljinama, pojačanom difuzijom i visokom gustoćom uzoraka (slika 42). Slika 42. Utjecaj dodatka SiO 2 i Al 2 O 3 na gustoću uzoraka magnezijeva oksida sinteriranih pri 1400 i 1600 o C, (TG = teorijska gustoća) 122

Slika 40. Shematski prikaz supstitucije Mg 2+ s Ti 4+ i O 2- s F - u kristalnoj strukturi<br />

magnezijeva <strong>oksid</strong>a (periklasa):<br />

a) gusto pakirana struktura MgO tipa NaCl (na niskim temperaturama)<br />

b) Schotkyev tip defekta (anionske i kationske šupljine) na visokoj temperaturi;<br />

ioni u rešetki sele prema površini kristala stvarajući slobodna mjesta (šupljine)<br />

u rešetki<br />

c) kristal sadrži Ti 4+ ione - stvaraju se kationske šupljine<br />

d) kristal sadrži F - ione – stvaraju se kationske šupljine.<br />

Dodatak LiF učinkovitiji je od dodatka Li 2 CO 3 , jer <strong>iz</strong>razitije aktivira proces<br />

sinteriranja elektrotaljenog magnezijeva <strong>oksid</strong>a. Tijekom sinteriranja uzoraka s<br />

dodatkom Li 2 CO 3 dolazi do razgradnje Li 2 CO 3 na Li 2 O i CO 2 , pri čemu otparavanje<br />

CO 2 nepovoljno utječe na stvaranje kontakta <strong>iz</strong>meñu čestica MgO. Nastali Li 2 O<br />

ugrañuje se u površinske slojeve MgO i tako dovodi do odreñenog očvršćivanja<br />

kontakta i povećanja mehaničke čvrstoće (36,30 MPa). Visoki napon pare LiF (10 -3<br />

bar pri 1000 o C) i njegova dobra topljivost u MgO omogućuju da lako prodire u<br />

površinske slojeve zrna elektrotaljenog MgO. Ovo pokazuje da je brz prijenos LiF u<br />

121

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!