Mechanical properties of selective etched cordierite refractories

Abstract

Because of cordierite (2MgO. 2AI2O3.5SiO2) is being used increasingly as a catalyst support materials, its intrinsic properties have been studied. The thermal expansion of extruded cordierite is significantly lowered byleaching. The resulting bodies have a markedly greater thermal shock resistance than unleached structures. SEM examination releaved that the shape of the cordierite cristallites is not altered on heaching. Exremely high surface areas are obtained. High surface area is silica and some traces phases were detected in the totally leached cordierite. Partially leached structures have excelent thermal stability. The raw materials in this study are alumina, talc, kaolin and ball clay. All specimens were pressed and fired in an electrical furnace at 1350°C for 4 hours. All specimens were leached in 1.5 N HNO3 solutions at 95°C for 12 hours. They were sequentially washed in 0.15 N and distilled water for 15 min each at 95°C. The weight loss resulting on leaching was determined on specimens-that had been baked at 180°C to remove mechanically held water.

Özet

Kordiyerit (2MgO, 2Al2O3.5SiO2) otomobil egzoslarında katalizör taşıyıcı destek malzemesi olarak gittikçe daha fazla kullanıldığından, onun doğal özellikleri incelenmiştir. Ekstrüzyonla üretilen kordiyeritin termal genleşme katsayısı, nitrik asitle muamele edilerek önemli ölçüde düşürülmüştür. Ortaya çıkan bünyelerin termal şok dayanımları, asitle muamele edilmemişlerden önemli ölçüde daha fazladır. SEM incelemeleri göstermiştir ki, asitle muamele sonucunda kordiyerit kristallerinin şekli değişmemiştir. Son derece geniş bir yüzey alanı elde edilmiştir. Bunun nedeni asitle muamele sonucu oluşan mikro boşluklu silikadır. Bu özellik, egzozlarda kullanılan katalzör için çok önemlidir. Nitrik asitle tam olarak muamele edilmiş kordiyeritte amorf silika ve bazı az bulunan fazlar tayin edilmiştir. Belirli bir zaman (kısmi) asitle muamele edilmiş kordiyeritin termal şok kararlılığı mükemmeldir. Bu çalışmada kullanılan hammaddeler alümina, talk, kaolin ve bağlama kilidir. Bütün numuneler preslenmiştir ve elektrikli fırında 1350°C'de dört saat pişirilmiştir. Bütün numuneler 95°C'de 1.5 N nitrik asit çözeltesinde 12 saat bekletilmiştir. Numunelerin herbiri 0,15 N nitrik asit çözeltesinde ve saf suda 95°C'de 15'er dakika, sıra ile yıkanmıştır. Asitle muamele sonucunda oluşan ağırlık kaybı, mekanik bağlı su, 180°C'de uzaklaştırıldıktan sonra tayin edilmiştir. Kordiyerit üretiminde Sivas steatiti ve Kırıklar kaolini kullanılmıştır.