بررسی تاثیر بر استحکام الکتریکی مقره‌های پرسلانی سیلیسی

پرسلان‌ها به علت استحکام الکتریکی بالا،‌ خواص مکانیکی خوب و پایداری حرارتی و شیمیایی مناسب به عنوان مقره کاربرد گسترده‌ای یافته‌اند. از بین خواص ذکر شده استحکام الکتریکی بالا از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. از عوامل موثر روی خواص ذکر شده می توان به مقدار و مورفولوژی فاز مولایت در بدنه،‌ مقدار و ویسکوزیته‌ی فاز شیشه و مقدار کوارتز در بدنه اشاره کرد. در این تحقیق به منظور بررسی تاثیر تیتانیا بر استحکام الکتریکی مقره‌های پرسلانی سیلیسی مقادیر1 تا 7 درصد وزنی دی‌اکسیدتیتانیم به بدنه اضافه شد. خواص الکتریکی نمونه‌ها طبق استاندارد IEC 672 اندازه‌گیری گردید. نمونه‌ها از لحاظ ساختاری و فازهای موجود با استفاده از پراش اشعه ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی (SEM) مورد بررسی قرار گرفتند. همچنین درصد انقباض طولی، دانسیته و جذب آب نمونه‌ها محاسبه گردید. نتایج نشان داد که افزودن تیتانیا تا 3 درصد وزنی باعث کاهش استحکام الکتریکی از 265/26 به 015/21 کیلو ولت بر میلی‌متر می‌شود. بررسی نتایج پراش اشعه X و میکروسکوپ الکترونی نمونه‌ها نشان داد که کاهش استحکام الکتریکی تا 3 درصد وزنی تیتانیا مربوط به تشکیل بیش از حد فاز شیشه در بدنه است. پس از آن تا 7 درصد وزنی تیتانیا در بدنه، استحکام الکتریکی به 361/31 کیلو ولت بر میلی‌متر افزایش می‌یابد. علت افزایش استحکام الکتریکی در مقادیر بالاتر تیتانیا، وجود روتایل حل نشده و همچنین افزایش دانسیته‌ی بدنه است. افزایش فاز شیشه در بدنه و حرکت راحت تر مواد در داخل فاز شیشه علت افزایش دانسیته تا ( )393/2 در بدنه‌ی حاوی 7 درصد وزنی تیتانیا و همچنین افزایش انقباض از82/7% برای بدنه‌ی بدون تیتانیا به 79/8 %‌ برای بدنه‌ی حاوی 7 درصد وزنی تیتانیا بود. نتایج آزمایش جذب آب نمونه‌ها نیز نشان دهنده‌ی درصد جذب آب صفر برای بدنه‌ها بود.