设计镁铬骨料的环保替代品

Designing eco-friendly alternative to the magnesia-chromite aggregates

自20世纪初以来,电熔镁铬骨料(EMCA)由于其优异的热机械和抗侵蚀性能一直被应用于耐火材料中。尽管这种原材料具有良好的耐火性能,但是日益增长的环境和安全问题一直在推动用更环保的替代品取代含铬组成,因为这种耐火材料会产生剧毒副产品(Cr^(6+)),限制了其填埋和回收。然而,寻找环保且价格合理的EMCA替代品仍然是一项挑战。首先,人们对其产生良好性能的机制缺乏了解;其次,传统的配方标准很难解释这种原材料的微观结构复杂性。本文使用了多种基于电子显微镜的技术,如EBSD和EDS,来评估EMCA的微观结构特征,并阐明了其产生的机制。基于后者,借助热力学计算以及应用设计成分复杂陶瓷的理念来寻找EMCA的生态友好替代品。从154个模拟系统中,经过试验选取了4种最有前景的组成,并在实验室规模上进行了表征。尽管动力学方面仍需解决,但得到了模拟无铬EMCA的微观结构,突出表明这种设计方法可用于支持开发能够更好地融合应用、成本和生态友好性能的新型原材料。