Materiali ceramici ottenuti da scarti di ardesia e fanghi di alluminio

摘要

Sono stati prodotti materiali ceramici a partire da impasti costituiti da fanghi di alluminio e polvere di ardesia (con diversi rapporti molari Al_2O_3:SiO_2). Tali impasti, una volta essiccati, sono stati formati mediante pressatura uniassiale e sinterizzati tra 950 e 1300℃ La sinterizzazione, oltre a favorire le reazioni tra i componenti, ha consentito l'inertizzazione dei fanghi, fissando i metalli nella matrice ceramica resistente alla cessione. Il materiale ottenuto dalla miscela 2:1 (Al_2O_3:SiO_2), sinterizzato a 1300℃, è risultato il migliore dal punto di vista delle prestazioni meccaniche, rivelandosi anche inerte dalle prove di cessione. I valori di durezza media Vickers HV3 (683), resistenza a flessione (126 MPa), modulo di Young (161 GPa) e tenacità a frattura (3,35 MPam~(1/2)) sono significativamente più alti rispetto a quelli ottenuti per le sole polveri di ardesia sinterizzate. Ciò è da attribuire alla maggiore presenza di α-allumina e al ridotto contenuto in fase vetrosa nella microstruttura dei materiali che contengono i fanghi.%Ceramic materials were obtained from mixtures of aluminium sludge and slate powder (with different Al_2O_3:SiO_2 molar proportions), which were dried, shaped by uniaxial pressing and sintered at temperatures in the range of 950 to 1300℃, in order both to detoxify the sludge by fixing the metals in a leach-resistant ceramic matrix and to yield a new material from the reactions of the above compounds at high temperature. The most promising material was obtained from the 2:1 mixture sintered at 1300℃, which was also found to be inert after leaching tests. The average Vickers hardness HV3 (683), bend strength (126 MPa), Young's modulus (161GPa) and fracture toughness (3,35 MPa.m~(1/2)) were significantly higher than those found for the as sintered slate powders, which was attributed to the increased fraction of α-alumina and reduced content of glassy phase in the microstructure due to the sludge addition. Weibull modulus (m= 9) had a value typical for technical ceramics.