Dolomite-zirconia reaction sintered bonded coarse magnesia ceramics: effect of the bonding proportion

Abstract

Refractory ceramic materials were manufactured, mainly composed of magnesia grains (coarse and medium fraction) and CaZrO 3 /MgO as a binding phase produced from the reaction sintering between CaMg(CO 3 ) 2 (dolomite) and m-ZrO 2 (monoclinic zirconia), which constituted the finer fraction. Different relationships between the proportion and the size of the different aggregates were studied. The microstructure of the materials was characterized in terms of density, crystalline phases, grain phase distribution, and morphology. A combination of X-ray diffraction analysis and scanning electron microscopy with microanalysis was used. The mechanical behavior was determined in terms of the room temperature dynamic Young's modulus and the 3-point bending modulus of rupture (MOR) at room temperature. All the materials remained with porosities above 30%. The microstructure developed was similar between the sintered materials, characterized with MgO coarse grains bonded by CaZrO 3 /c-ZrO 2 phases, and dispersed irregularly shaped pores. The MOR was directly related to the finer fraction content in the composition, where a higher quantity of finer fraction resulted in a higher MOR.

Dolomía y dolomita: un abordaje desde las perspectivas geológica, cerámica y refractaria

“…En esta investigación, se demostró que, en procesos de metalurgia que requieren de la aplicación de un campo electromagnético para el procesamiento del acero, los refractarios de doloma son una segunda opción a utilizar a los ladrillos refractarios de magnesia, presentando una aceptable resistencia a la corrosión por escoria bajo campo magnético. Booth et al (2021) 2021 Dolomite-zirconia reaction sintered bonded coarse magnesia ceramics: effect of the bonding proportion Dolomía proveniente de Argentina. Se ensayan dos muestras: Provincia de Buenos Aires: MgO: 21,3% CaO: 31,0% Impurezas totales: 1,4 % Provincia de Neuquén.…”

“…También se ha propuesto desde 1935 el uso de Cr2O3 para la mejora de prestaciones de la dolomía, y se ha innovado proponiendo su aplicación en forma nanoparticulada (Ghasemi- Kahrizsangi et al, 2017a). Sin embargo, la aplicación de Cr2O3 ha sido cuestionada por la oxidación del Cr 3+ a Cr 6+ , siendo este último tóxico (Qiu et al, 2016) y cancerígeno (Booth et al, 2021). A pesar de esto, en investigaciones recientes, se hace hincapié en la bondad tecnológica del Cr2O3 ya que éste como aditivo presenta ladrillos con cambio lineal permanente (PLC,"Permanent Linear Change") positivo, lo cual es requerido en los hornos de tipo AOD ("Argon Oxygen Decarburization") (Mahant et al, 2021).…”