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Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions B 6/2015

14.07.2015

Structure and Crystallization Kinetics of Glassy CaO-Al2O3-SiO2-CaF2-Na2O Mold Fluxes with Varying Basicity

verfasst von: Jiangling Li, Baijun Yan, Qifeng Shu, Kuochih Chou

Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions B | Ausgabe 6/2015

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Abstract

The structure and the crystallization kinetics of CaO-Al2O3-SiO2-CaF2-Na2O mold fluxes with varying basicities were investigated by solid-state 29Si nuclear magnetic resonance with magic angular spinning (MAS-NMR) and differential thermal analysis (DTA) technique, respectively. 29Si MAS-NMR study indicated that the increase of basicity decreased the degree of polymerization of mold fluxes. With the increasing basicity, Q 0, Q 2, and Q 3 gradually decreased, while Q 1 gradually increased, and the overall degree of polymerization was reduced. Crystallization analysis showed the cuspidine first crystallized from glass, and wollastonite crystal crystallized at elevated temperature for the samples with basicity (defined as CaO/SiO2 mass ratio) values of 0.9 and 1.0, respectively. Only cuspidine was found to crystallize from glass for the samples with basicity values of 1.1 and 1.2, indicating that the crystallization of wollastonite was suppressed with the increase of basicity. Crystallization kinetics analysis by DTA and field emission scanning electron microscopy equipped with energy dispersive spectroscopy investigation showed that growth mechanism of cuspidine is mainly of the diffusion-controlled three-dimensional growth with the increasing number of nuclei during heating. Activation energies for growth of cuspidine decreased with the increasing basicity of mold flux, which indicated that the crystallization ability was enhanced with the increase of basicity. The relationship between structure and crystallization of mold fluxes was established.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat R. G. Hill, N. D. Costa and R.V.Law: J. Non-Cryst. Solids, 2005, vol. 351, pp. 69-74.CrossRef R. G. Hill, N. D. Costa and R.V.Law: J. Non-Cryst. Solids, 2005, vol. 351, pp. 69-74.CrossRef
2.
Zurück zum Zitat K.C. Mills, A.B. Fox, Z. Li and R.P. Thackray: Ironmak Steelmak 2005, vol. 32, pp. 26-34.CrossRef K.C. Mills, A.B. Fox, Z. Li and R.P. Thackray: Ironmak Steelmak 2005, vol. 32, pp. 26-34.CrossRef
3.
Zurück zum Zitat K. Tsutsumi, T.Nagasaka and M.Hino: ISIJ Int., 1999, vol. 39, pp. 1150-1159.CrossRef K. Tsutsumi, T.Nagasaka and M.Hino: ISIJ Int., 1999, vol. 39, pp. 1150-1159.CrossRef
4.
Zurück zum Zitat Z.Wang, Q.F. Shu and K.C. Chou: Metall. Mater. Trans. B, 2013, vol. 44, pp. 606-13.CrossRef Z.Wang, Q.F. Shu and K.C. Chou: Metall. Mater. Trans. B, 2013, vol. 44, pp. 606-13.CrossRef
5.
Zurück zum Zitat M.D.Seo, C.B.Shi, J.W.Cho and S.H.Kim: Metall. Mater. Trans. B, 2014, vol.45, pp.1874.CrossRef M.D.Seo, C.B.Shi, J.W.Cho and S.H.Kim: Metall. Mater. Trans. B, 2014, vol.45, pp.1874.CrossRef
6.
Zurück zum Zitat Q.F. Shu, Z.Wang, J. L. Klug, K.C. Chou and P.R.Scheller: Steel Res. Int., 2013, vol. 84, pp. 1138-45.CrossRef Q.F. Shu, Z.Wang, J. L. Klug, K.C. Chou and P.R.Scheller: Steel Res. Int., 2013, vol. 84, pp. 1138-45.CrossRef
7.
Zurück zum Zitat Z.T.Zhang, G.H.Wen, J.L.Liao and S.Sridhar: Steel Res. Int., 2010, vol. 81, pp. 516-28.CrossRef Z.T.Zhang, G.H.Wen, J.L.Liao and S.Sridhar: Steel Res. Int., 2010, vol. 81, pp. 516-28.CrossRef
8.
Zurück zum Zitat J.L. Klug, R. Hagemann, N.C. Heck, A.C.F. Vilela, H.P. Heller, and P.R. Scheller: In IX International Conference on Molten Slags, Fluxes and Salts, 2012. J.L. Klug, R. Hagemann, N.C. Heck, A.C.F. Vilela, H.P. Heller, and P.R. Scheller: In IX International Conference on Molten Slags, Fluxes and Salts, 2012.
9.
Zurück zum Zitat L.Zhou, W.L.Wang, F.J. Ma, J.Li, J.Wei, H.Matsuura and F.Tsukihashi: Metall. Mater. Trans. B, 2012, vol. 43, pp. 354-62.CrossRef L.Zhou, W.L.Wang, F.J. Ma, J.Li, J.Wei, H.Matsuura and F.Tsukihashi: Metall. Mater. Trans. B, 2012, vol. 43, pp. 354-62.CrossRef
10.
Zurück zum Zitat B.Lu, W.L. Wang, J. Li, H.Zhao and D.Y.Huang: Metall. Mater. Trans. B, 2013, vol. 44, pp. 365-77.CrossRef B.Lu, W.L. Wang, J. Li, H.Zhao and D.Y.Huang: Metall. Mater. Trans. B, 2013, vol. 44, pp. 365-77.CrossRef
11.
Zurück zum Zitat Z. Li, R. Thackray, and K.C. Mills: VII International Conference on Molten Slags Fluxes and Salts, Cape Town, South Africa, 2004. Z. Li, R. Thackray, and K.C. Mills: VII International Conference on Molten Slags Fluxes and Salts, Cape Town, South Africa, 2004.
12.
Zurück zum Zitat H.G.Ryu, Z.T.Zhang, J.W.Cho, G.H.Wen and S.Sridhar: ISIJ Int.,2010, vol. 50, pp. 1142-50.CrossRef H.G.Ryu, Z.T.Zhang, J.W.Cho, G.H.Wen and S.Sridhar: ISIJ Int.,2010, vol. 50, pp. 1142-50.CrossRef
13.
15.
Zurück zum Zitat S.I.Ltrr: Am. Mineral., 1985, vol. 70, pp. 332-43. S.I.Ltrr: Am. Mineral., 1985, vol. 70, pp. 332-43.
16.
Zurück zum Zitat M. Magi, E. Lippmaa, A. Samoson, G. Engelhardt and A.R. Grimmer: J. Chem. Phys., 1984, vol. 88, pp. 1518-22.CrossRef M. Magi, E. Lippmaa, A. Samoson, G. Engelhardt and A.R. Grimmer: J. Chem. Phys., 1984, vol. 88, pp. 1518-22.CrossRef
17.
Zurück zum Zitat E.Lippmaa, M.Mägi, A.Samoson, G.Engelhardt and A.R.Grimmer: J. Am. Ceram. Soc.,1980, vol. 102, pp. 4889-93. E.Lippmaa, M.Mägi, A.Samoson, G.Engelhardt and A.R.Grimmer: J. Am. Ceram. Soc.,1980, vol. 102, pp. 4889-93.
18.
Zurück zum Zitat Zhang P, Grandinetti PJ, Stebbins JF (1997) J. Phys Chem. B 101:4004-4008.CrossRef Zhang P, Grandinetti PJ, Stebbins JF (1997) J. Phys Chem. B 101:4004-4008.CrossRef
19.
Zurück zum Zitat H.Maekawa, T.Maekawa, K.Kawamura and T.Yokokawa: J. Non-Cryst. Solids,1991, vol. 127, pp. 53-64.CrossRef H.Maekawa, T.Maekawa, K.Kawamura and T.Yokokawa: J. Non-Cryst. Solids,1991, vol. 127, pp. 53-64.CrossRef
20.
Zurück zum Zitat S.Sukenaga, N.Saito, K.Kawakami and K.Nakashima: ISIJ Int.,2006, vol. 46, pp. 352-58.CrossRef S.Sukenaga, N.Saito, K.Kawakami and K.Nakashima: ISIJ Int.,2006, vol. 46, pp. 352-58.CrossRef
21.
Zurück zum Zitat C.B.Shi, M.D.Seo, H.Wang, J.W.Cho and S.H.Kim: Metall. Mater. Trans. B, 2014, vol.45, pp.1081.CrossRef C.B.Shi, M.D.Seo, H.Wang, J.W.Cho and S.H.Kim: Metall. Mater. Trans. B, 2014, vol.45, pp.1081.CrossRef
22.
Zurück zum Zitat J.L.Li, Q.F.Shu and K.C.Chou: Metall. Mater. Trans. B, 2014, vol. 45, pp. 1593-99.CrossRef J.L.Li, Q.F.Shu and K.C.Chou: Metall. Mater. Trans. B, 2014, vol. 45, pp. 1593-99.CrossRef
23.
Zurück zum Zitat K.Matusita, T.Komatsu and R.Yokota: J. Mater. Sci., 1984, vol. 19, pp. 291-96.CrossRef K.Matusita, T.Komatsu and R.Yokota: J. Mater. Sci., 1984, vol. 19, pp. 291-96.CrossRef
24.
Zurück zum Zitat K.Matusita and S.Sakka: Phys. Chem. Glasses, 1979, vol. 20, p. 81-84. K.Matusita and S.Sakka: Phys. Chem. Glasses, 1979, vol. 20, p. 81-84.
25.
Zurück zum Zitat K.Matusita and S.Sakka: J. Non-Cryst. Solids, 1980, vol. 38, pp. 741-46.CrossRef K.Matusita and S.Sakka: J. Non-Cryst. Solids, 1980, vol. 38, pp. 741-46.CrossRef
26.
Zurück zum Zitat D.W.Henderson and D.G.Ast: J. Non-Cryst. Solids, 1984, vol. 64, pp. 43-70.CrossRef D.W.Henderson and D.G.Ast: J. Non-Cryst. Solids, 1984, vol. 64, pp. 43-70.CrossRef
27.
Zurück zum Zitat A.S.Lopes, R.S.Soares, M.A.Lima and R.C.C.Monteiro: J. Appl. Phys., 2014, vol.115,pp.043516.CrossRef A.S.Lopes, R.S.Soares, M.A.Lima and R.C.C.Monteiro: J. Appl. Phys., 2014, vol.115,pp.043516.CrossRef
28.
Zurück zum Zitat Rodrigues AM, Mercury JMR, Leal VS, Cabral AA (2013) J. Non-Cryst. Solids, vol. 362, pp. 114-119.CrossRef Rodrigues AM, Mercury JMR, Leal VS, Cabral AA (2013) J. Non-Cryst. Solids, vol. 362, pp. 114-119.CrossRef
30.
31.
Zurück zum Zitat Y.Cheng, H.N.Xiao, W.M.Guo and W.M.Guo: Ceram. Int., 2007, vol. 33, pp. 1341-47.CrossRef Y.Cheng, H.N.Xiao, W.M.Guo and W.M.Guo: Ceram. Int., 2007, vol. 33, pp. 1341-47.CrossRef
32.
Zurück zum Zitat I. Gutzow and J. Schmelzer: The vitreous state: thermodynamics, structure and crystallization, Springer, Heidelberg, 1995, pp.469.CrossRef I. Gutzow and J. Schmelzer: The vitreous state: thermodynamics, structure and crystallization, Springer, Heidelberg, 1995, pp.469.CrossRef
33.
Zurück zum Zitat S.Saburi, A.Kawahara, C.Henmi, I.Kusachi and K.Kihara: Mineral. J.,1977, vol. 8, pp. 286-98.CrossRef S.Saburi, A.Kawahara, C.Henmi, I.Kusachi and K.Kihara: Mineral. J.,1977, vol. 8, pp. 286-98.CrossRef
34.
Zurück zum Zitat Z.Wang, Q.F. Shu, K. Chou: High Temp. Mater. Processes, 2013, vol.32 (3), pp.265-273. Z.Wang, Q.F. Shu, K. Chou: High Temp. Mater. Processes, 2013, vol.32 (3), pp.265-273.
35.
Metadaten
Titel
Structure and Crystallization Kinetics of Glassy CaO-Al2O3-SiO2-CaF2-Na2O Mold Fluxes with Varying Basicity
verfasst von
Jiangling Li
Baijun Yan
Qifeng Shu
Kuochih Chou
Publikationsdatum
14.07.2015
Verlag
Springer US
Erschienen in
Metallurgical and Materials Transactions B / Ausgabe 6/2015
Print ISSN: 1073-5615
Elektronische ISSN: 1543-1916
DOI
https://doi.org/10.1007/s11663-015-0422-y

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