Selasa, 01 November 2011

Karakteristik Kristalisasi yang kaya besi pada keramik kaca dibuat dari terak nikel dan terak tanur

1. Pendahuluan

Sistem SiO2-Al2O3-Fe2O3-CaO-Fe2O3 (FeO) sering dianggap sebagai suatu sistem penting. Dari sistem ini, keramik kaca magnetic dapat dihasilkan, dimana keramik ini sangat bermanfaat dalam bidang biologi dan biomedicine dikarenakan sifat magnetic dan strukturalnya yang sangat menarik. Selain itu, kebanyakan limbah industry memiliki sistem ini, oleh karena itu, sangat memungkinkan untuk menghasilkan keramik kaca dari limbah industry tersebut.
Sistem SiO2-Al2O3-Fe2O3-CaO-Fe2O3 (FeO) memiliki beberapa karakteristik-karakteristik khusus. Pertama, suhu lebur yang lebih rendah dibanding sistem-sistem lainnya. Kedua, SiO2-Al2O3-Fe2O3-CaO-Fe2O3 (FeO) merupakan agen nukleasi yang baik, sehingga kristalisasi sistem ini dapat dengan mudah diwujudkan. Telah diketahui bahwa dalam sistem SiO2-Al2O3-Fe2O3-CaO-Fe2O3 (FeO), Fe2+ sebagai ion celah akan menghancurkan struktur Si-O dan juga akan mengurangi viskositas kaca, serupa terhadap Ca2+ dan Mg2+. Seperti pada Al3+, Fe3+ akan membentuk tetrahedron FeO4 dan akan menambal strukturyang disebabkan oleh peningkatan viskositas kaca. Ketika kaca mengandung logam alkali dan logam alkali tanah yang sedikit, Fe3+ akan ditempatkan pada celah2 struktur kaca dan membentuk octahedron-oktahedron FeO6. Disamping itu, jika jumlah logam alkali dan alkali tanah mencukupi, Fe3+ akan mengakomodasi tetrahedron SiO4 dan berkonstribusi pada viskositas yang lebih besar.

2. Eksperimental

2.1.   Material dan penentuan suhu

Sampel eksperimen terdiri dari ampas nikel (nickel slag, NS), ampas tanur (blast furnace slag, BFS), dan pasir kwarsa dengan perbandingan massa 20:80:10 dengan kandungan kuarsa sekitar 99.96wt%. NS, BFS dan pasir kuarsa dicampur dengan bola kincir planet (PMB) dengan kecepatan 120 rmin-1 selama 30 menit. Komposisi utama dari material dan sampel keramik kaca dapat dilihat pada table 1.

Tabel 1.
Komposisi utama dari sampel NS, BFS, dan keramik kaca
Bahan
FeO
SiO2
MgO
CaO
Al2O3
Lainnya
NS
48.21
34.61
7.86
3.37
5.26
0.69
BFS
0.90
36.68
4.79
37.46
18.57
1.60
Sampel
9.42
42.06
4.91
27.85
14.47
1.29

Untuk menentukan suhu yang tepat, termasuk suhu transisi kaca (Tg) dan suhu kristalisasi (Tc), digunakan metode pengukuran kalorimetrik scanning diferensial (DSC). Campuran bahan baku (50 g) ditransfer menjadi krus alumina dan meleleh dalam sebuah tungku eksperimental pada 1300 °selama 2 jam. Kemudian hasil leburan direndam ke dalam air. Terakhir, analisis DSC dapat digunakan pada kaca dengan ukuran kurang dari 75 mikrometer. Suhu tes mulai dari 10 hingga 1100 C pada rata2 pemanasan 10 C/menit. Kurva DSC ditunjukkan pada gambar 1. Tampak bahwa Tg dan Tc dari sampel keramik kaca adalah masing-masing sebesar 717 C dan 918.

 
 Gambar. 1. DSC kurva dari sampel kaca

2.2. Proses kristalisasi dan metode analisis

Material campuran dilebur pada tanur pada suhu 1300 C selama 2 jam. Banyak metode yang digunakan untuk mengontrol proses re-kristalisasi kaca. Salah satunya adalah metode pemanasan termodifikasi sebagai berikut. Hasil leburan dituang ke dalam 4 kerangka baja setelah material awal dipanaskan selama 2 jam dengan suhu 1300 C. kemudian, leburan yang telah dingin dikeluarkan dan kemudian dipanaskan lagi pada tanur dengan suhu Tg (717 C) selama 15 menit. Kemudian, leburan yang telah dingin dipanaskan lagi pada suhu Tc (918 C) pda rata-rata pemanasan 10 C/menit dan juga selama 15 menit. terakhir, keramik kaca dapat dihasilkan. Kurva waktu-suhu dari metode peleburan termodifikasi ditunjukkan pada gambar 2.

Gambar. 2. Kurva Waktu terhadap Suhu dengan metode pencairan dimodifikasi

Untuk mengamati proses kristalisasi, 4 sampel tersebut dikeluarkan dari tanur dan ditempatkan di udara setelah sampel2 tersebut ditahan masing2 selama 2,3,4 dan 5 menit pada suhu Tc (918 C). 4 sampel tersebut kemudian dianalisis dengan menggunakan analisis pemindai mikroskop electron dan analisis difraksi sinar-X untuk mengidentifikasi fase-fase kristalin dan mengamati struktur-struktur mikro.

Download file lengkapnya di sini :
http://www.scribd.com/doc/102339358

1 komentar:

  1. Apabila Anda mempunyai kesulitan dalam pemakaian / penggunaan chemical , atau yang berhubungan dengan chemical, jangan sungkan untuk menghubungi, kami akan memberikan konsultasi kepada Anda mengenai masalah yang berhubungan dengan chemical.

    Salam,

    (Tommy.k)

    WA:081310849918
    Email: Tommy.transcal@gmail.com

    Management

    OUR SERVICE
    Boiler Chemical Cleaning
    Cooling tower Chemical Cleaning
    Chiller Chemical Cleaning
    AHU, Condensor Chemical Cleaning
    Chemical Maintenance
    Waste Water Treatment Plant Industrial & Domestic (WTP/WWTP/STP)
    Degreaser & Floor Cleaner Plant
    Oli industri
    Rust remover
    Anti karat

    BalasHapus