Kuinka valita reaktiivinen alumiinioksidi tulenkestävälle valulle: Käytännön ostoopas

Valintareaktiivinen alumiinioksidiei ole vain kysymys hienoimman jauheen tai alhaisimman natriumpitoisuuden valitsemisesta. Tulenkestävässä tuotannossa pieni muutos partikkelikoossa, pinta-alassa tai hiukkasten jakautumisessa voi vaikuttaa vedentarpeeseen, juoksevuuteen, tiivistymiseen, sintrauskäyttäytymiseen ja valukappaleen lopulliseen lujuuteen. Tästä syystä ostajat, jotka vertaavat reaktiivista alumiinioksidia vain Al2O3 -puhtaudella, saattavat jättää huomioimatta joitakin ominaisuuksia, jotka ovat tärkeimpiä todellisen tuotannon aikana.

Tulenkestävän materiaalin valmistajille parempi lähestymistapa on pitää jauhetta osana koko matriisijärjestelmää. Tämä opas selittää tärkeimmät huomioon otettavat parametrit ja käyttää HUAO-aktivoitua alumiinioksidilaatua käytännön viitteenä hankintapäätöksissä.

 

Mikä tekee reaktiivisesta alumiinioksidista erilaisen?

Reaktiivista alumiinioksidia käytetään pääasiassa hienomatriisikomponenttina korkean suorituskyvyn{0}}muovautumattomissa tulenkestävissä materiaaleissa. Sen pienet hiukkaset voivat täyttää aukkoja suurempien alumiinioksidiaggregaattien välillä ja osallistua sintrausprosessiin polton aikana. Reaktiivisella alumiinioksidilla tehdyt tutkimukset osoittavat, että hiukkaskoolla ja jakautumisella on suora vaikutus tiivistymiseen ja reaktiivisuuteen, kun taas erilaiset PSD-mallit voivat luoda erilaisia ​​tasapainoja pakkaustiheyden ja sintrausaktiivisuuden välille.

Tästä syystä kaksi saman kemiallisen puhtauden omaavaa jauhetta voivat käyttäytyä aivan eri tavalla valukappaleessa.

Hyvässä ostopäätöksessä tulee siksi ottaa huomioon vähintään viisi tekijää: kemiallinen koostumus, BET-pinta-ala, D50, D90 ja hiukkasten jakautuminen.

 

Miksi Na₂O-sisällöllä on väliä?

Na₂O on yksi ensimmäisistä kemiallisista indikaattoreista, jotka tulenkestävän tuotteen ostajien tulee tarkistaa.

Korkean-lämpötilojen tulenkestävissä järjestelmissä liiallinen alkalipitoisuus voi vaikuttaa-käyttäytymiseen korkeissa lämpötiloissa ja siitä voi tulla ei-toivottua, kun formulaatio vaatii erittäin stabiilia alumiinioksidimatriisia. Matala-soodareaktiivinen alumiinioksidi valitaan siksi yleisesti vaativiin valukappaleisiin ja teknisiin keramiikkasovelluksiin. Tästä syystä kaupalliset reaktiiviset alumiinioksidilaadut säätelevät yleisesti Na20:ta suhteellisen alhaisilla alueilla.

Esimerkiksi HUAO HA500:n tyypillinen Na2O-pitoisuus on 0,08 %, maksimi 0,10 %. Sen tyypillinen Fe2O3 on 0,02 %, SiO2 on 0,03 %, MgO on 0,07 % ja CaO on 0,02 %.

Ostajille tärkeä asia ei ole vain pyytää "alhaista soodaa", vaan määrittää hyväksyttävä alue ja tarkistaa toimittajan erän konsistenssi.

 

Älä valitse D50:tä katsomatta D90:tä

D50 on usein ensimmäinen partikkelin-kokonumero, joka näkyy teknisessä tietolomakkeessa. Se ilmaisee hiukkasten mediaanikoon, mutta se ei kuvaa koko jakautumaa.

HUAO HA500:n tyypillinen D50 on 0,5 μm ja D90 2,0 μm. Tämä yhdistelmä antaa ostajalle hyödyllisempää tietoa kuin pelkkä D50, koska se näyttää kuinka hienommat ja karkeammat jakeet jakautuvat.

Mukana toimitettu HUAO:n tekninen taulukko havainnollistaa myös, miksi kehitetään eri laatuja sen sijaan, että jokaisessa koostumuksessa käytettäisiin yhtä jauhetta. HA180:n tyypillinen D50 on 1,8 μm ja D90 4,5 μm, kun taas HA150:n tyypillinen D50 on 1,5 μm ja D90 5,0 μm. HA120 on hienompi, ja sen tyypillinen D50 on 1,2 μm ja D90 5,5 μm.

Nämä erot eivät ole vain numeerisia. Ne voivat muuttaa kuinka hieno jauhe on vuorovaikutuksessa kiviainesjärjestelmän kanssa ja kuinka paljon vettä tai dispergointiainetta tarvitaan sekoittamisen aikana.

 

Mitä singletti, dubletti tai multimodaalinen tarkoittaa?

Partikkelien jakautuminen on toinen parametri, joka ansaitsee enemmän huomiota ostoprosessin aikana.
Singlet- tai unimodaalisilla jauheilla on vallitseva hiukkaskokopopulaatio. HUAO HA500:lla on määritetty unimodaalinen jakelu. Sitä vastoin toimitettu HUAO-taulukko tunnistaa HA150:n multimodaaliseksi ja HA120:n bimodaaliksi.
Valinta riippuu kaavasta, ei siitä, mikä jakelu kuulostaa teknisesti paremmalta. Yhden piikin reaktiivinen alumiinioksidi voi tarjota korkean reaktiivisuuden, kun taas monihuippujärjestelmät voivat tarjota erilaisia ​​tasapainoja hienorakeisen reaktiivisuuden ja täyttötehokkuuden välillä. Tutkimus on osoittanut, että kapeisiin unimodaalisiin järjestelmiin verrattuna leveämpi tai multimodaalinen jakelu voi lisätä pakkaustiheyttä.
Siksi tulenkestävän materiaalin valmistajien tulisi valita olemassa olevaan matriisisuunnitteluun sopiva jakelu sen sijaan, että he muuttaisivat laatua vain siksi, että toisen tuotteen D50 on pienempi.

 

Kuinka tärkeä BET-pinta-ala on?

BET-pinta-ala liittyy läheisesti vuorovaikutukseen käytettävissä olevan hiukkaspinnan määrään. HUAO HA500:n tyypillinen BET-pinta-ala on 7,5 m²/g, määritellyllä alueella 6,5–8,5 m²/g.

Suurempi pinta-ala voi edistää vahvempaa reaktiivisuutta, mutta se voi myös lisätä jauheen nesteen tai dispergointiaineen tarvetta. Siksi "korkeampaa panosta" ei pitäisi automaattisesti tulkita "paremmaksi".

Käytännön kysymys on, toimiiko pinta-ala asiakkaan formulointi- ja sekoitusprosessin kanssa. Jos jauhe aiheuttaa liiallista veden tarvetta tai vaikeuttaa virtauksen säätelyä, sen teoreettinen reaktiivisuus ei välttämättä johda parempaan valukykyyn.

 

Yhdistä arvosana hakemukseen

Ennen tilaamista ostajien tulee kuvata todellinen tulenkestävä sovellus.

Vähä-sementtiä tai ultra-vähän{2}}sementtiä sisältävien valukappaleiden kohdalla hiukkasten pakkaus, reologia, vedentarve ja polttolujuus ovat erityisen tärkeitä. Reaktiivista alumiinioksidia käytetään myös itse-virtausvaluissa, rauta-kanavamateriaaleissa, tykkiseoksissa, huuhtelutulpissa ja muissa korkean-lämpötilojen tulenkestävissä järjestelmissä.

Jos formulaatio sisältää jo suuren määrän hienoa jauhetta, erittäin korkea -BET-laatu ei välttämättä ole aina sopivin vaihtoehto. Päinvastoin, jos matriisi vaatii vahvempaa sintrausaktiivisuutta ja hienompia täyttöhiukkasia, hienompaa reaktiivista laatua voi olla harkitmisen arvoinen.

Oikea kysymys ei siis ole "Mikä luokka on paras?" mutta "Mikä arvosana antaa parhaan tasapainon muotoilulleni?"

 

Mitä sinun pitäisi kysyä reaktiiviselta alumiinioksidin toimittajalta?

Hyödyllisen tarjouspyynnön tulee sisältää enemmän kuin Al₂O3 -pitoisuus ja hinta. Pyydä:

• Na2O, Fe203, SiO2, MgO ja CaO
• BET-pinta-ala
• D50 ja D90
• Hiukkasjakauman tyyppi
• Testimenetelmä, jota käytetään hiukkaskoon-mittaukseen
• Tyypilliset ja spesifikaatiorajat
• Suositellut sovellukset
• Erän-to-yhdenmukaisuus
• Pakkaus- ja säilytysolosuhteet
• Tekninen tuki tai muotoiluapu

Nämä tiedot helpottavat huomattavasti toimittajien vertailua ja vähentävät riskiä valita jauhe, joka näyttää paperilla houkuttelevalta, mutta toimii huonosti varsinaisessa valussa.

 

Johtopäätös

Reaktiivinen alumiinioksidivalinta on pieni osa tulenkestävien materiaalien hankintaa, mutta sillä voi olla huomattava vaikutus lopulliseen koostumukseen. Na₂O säätelee kemiallista puhtautta, D50 ja D90 kuvaavat hiukkasten -kokoaluetta, BET antaa tietoa pinta-aktiivisuudesta ja hiukkasten jakautuminen vaikuttaa siihen, miten jauhe sopii matriisiin.

HUAO HA500, jonka tyypillinen BET on 7,5 m²/g, D50 0,5 μm, D90 2,0 μm ja singlettihiukkasjakauma, on yksi esimerkki hienosta reaktiivisesta alumiinioksidista, joka on suunniteltu vaativiin tulenkestäviin matriiseihin. HUAO:n teknisessä taulukossa esitetyt HA180-, HA150- ja HA120-tiedot osoittavat lisäksi, että erilaiset PSD-mallit voivat täyttää erilaisia ​​formulaatiovaatimuksia.

Ostajille luotettavin tapa on aloittaa valuvanteen tavoitesuorituskyvystä ja työolosuhteista ja valita sitten jauhe sen mukaan. Jos sekoitusta, pakkausta, polttokäyttäytymistä ja tuotannon sakeutta voidaan parantaa, hieman kalliimpi laatu saattaa olla sen arvoinen. Tällöin reaktiivisen alumiinioksidin todellinen arvo tulee yleensä näkyviin - ei vain numero tietolomakkeessa, vaan jauheen konsistenssi sekoituskammiosta valmiiseen tulenkestävään materiaaliin.