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Annales de Chimie - Science des Matériaux

0151-9107
 

 ARTICLE VOL 38/3-4 - 2013  - pp.131-145  - doi:10.3166/acsm.38.131-145
TITRE
Élaboration et caractérisation microstructurale et mécanique des réfractaires à base de kaolin DD3 et de dolomite (5-20%poids)

TITLE
Microstructural and mechanical characterization of refractories based on Kaolin DD3 and dolomite (5-20% wt)

RÉSUMÉ

Le kaolin de l’est algérien DD3 est qualifié par sa richesse en alumine et ses propriétés physiques et mécaniques après calcination. Le but de ce travail est d’améliorer ces propriétés par l’ajout de la dolomite au kaolin DD3 calciné (Chamotte) et par conséquent réduire le taux de phase vitreuse. Cette dernière se présente sous forme de cristobalite entre 1100°C et 1400°C et sous forme d’une phase amorphe au dessus de 1400°C. Un excès de la phase amorphe fait chuter la résistance au fluage et abaisse les propriétés thermomécaniques du réfractaire. Les mélanges entre 5 et 20% poids de dolomite ont été traités et frittés sous les mêmes conditions entre 1200°C et 1550°C. Les échantillons sont analysés par DRX, MEB et mesures physiques et mécaniques. Les spectres DRX montrent qu’un ajout de 5 à 20 % poids en dolomite conduit, après frittage, à des céramiques composites formées principalement de phases : mullite, anorthite, spinelle et indialite (α-cordiérite). L’ajout de plus 10% poids de dolomite réduit le taux de la phase amorphe à 9.6% après frittage dans le domaine de températures 1200°C et 1500°C. Les céramiques obtenues sont caractérisées par : une densité apparente allant de 2,88 à 3,21 g/cm3, une très faible porosité, un module de rupture variant de 67 à 112 MPa et une micro-dureté Vickers de 9,1 à 10,67 GPa.



ABSTRACT

The east Algerian kaolin DD3 is characterized by its wealth of alumina and its physical and mechanical properties after calcination. The aim of this work is to improve these properties by addition of dolomite to calcined kaolin DD3 (Grog) and to reduce the rate of vitreous phase. The latter is presented in the form of cristobalite between 1100°C and 1400°C and an amorphous phase above 1400°C. An excess of the amorphous phase reduce the creep strength and decrease the thermomechanical properties of the refractory. The mixtures between 5 and 20% weight of dolomite were treated and sintered under the same conditions between 1200°C and 1550°C. The samples are analyzed by XRD, SEM and physical and mechanical measurements. XRD Spectra show that the addition from 5 to 20% weight of dolomite led, after sintering, to form ceramic composite composed mainly of phases: mullite, anorthite, spinel and indialite (α-cordierite). The addition of dolomite more than 10% reduces the rate of the amorphous phase to 9.6% after sintering in the temperature range 1200°C and 1500°C. Ceramics obtained is characterized by: an apparent density in the range 2,88 to 3,21 g/cm3, a very low porosity, a module of rupture between 67 and 112 MPa and a Vickers microhardness from 9,1 to 10,67 GPa.



AUTEUR(S)
Hamou BOUNIB, Hocine OSMANI, Kamel LOUCIF, Jérôme CHEVALIER, Gilbert FANTOZZI

LANGUE DE L'ARTICLE
Français

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