석탄 바닥재가 포함된 결정화 유리의 특성에 미치는 수식제의 영향
Effect of modifiers on the properties of glass-ceramics containing coal bottom ash
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화력 발전소에서 배출된 석탄 바닥재로 L-A-S(Li2O-Al2O3-SiO2)계 결정화 유리를 제조함에 있어 수식제인 CaO 첨가가 결정화 온도, 결정상 종류, 미세구조 등의 특성에 미치는 영향을 분석하였다. L-A-S계 유리에 CaO를 첨가하면 DTA 그래프 상의 유리 전이 온도 및 결정화 온도가 함께 높아지고 주 결정상으로 β-spodumene(LiAlSi2O6) 및 eucryptite (LiAlSiO4)가 생성되었으며, 동시에 CaO와 관련된 미지의 상도 약간 생성되었다. 결정화 유리 시편은 표면 및 내부 결정화거동을 함께 나타냈으며, CaO 첨가량이 증가하면 시편 내부의 결정 크기 및 분율이 높아졌다. 또한 시편의 겉에서 내부 방향으로 성장한 표면 결정은, CaO 첨가에 따라 다양한 형태를 보였으며 CaO 첨가량이 9 wt% 이상이 되면 일부 균열이 관찰되었는데 이는 β-spodumene과 CaO 관련 결정 간에 열팽창계수 차이에 의한 것으로 생각된다.
Abstract
The influence of CaO addition on the crystallization temperature, crystal types, and microstructure of L-A-S (Li2O-Al2O3-SiO2) glass-ceramics system fabricated from a coal bottom ash, produced at thermal power plant, was studied. The glass transition and crystallization temperatures were shifted to the higher temperature position with increasing CaO content in a non-isothermal analysis using a DTA. The major crystalline phases of L-A-S glass-ceramics system produced were identified as β-spodumene (LiAlSi2O6) and eucryptite (LiAlSiO4). The glass-ceramics showed a bulk and surface crystallization behavior at a time. With increasing CaO content, the β-spodumene peak in XRD increased and some CaOrelated phases were formed. The surface crystal grown from the exterior to the center in glass-ceramics showed various shapes by amount of CaO added. Some cracks were generated at the glass-ceramics containing CaO above 9 wt% due to the mismatch of thermal expansion coefficients between a β-spodumene and CaO-related crystal phases.
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