comparative study of synthesis approaches for mgal2o4 as a refractory material

Mgal2o4 is one of the most concentrated spinels, which possesses many applications as an important refractory compound in the fields of steel-making industries. in this research, mgal2o4 refractory materials were synthesized via the employment of combustion and solid-state approaches. to produce this material through combustion synthesis, aniline was used as a fuel. the xrd spectra showed that the synthesized materials via combustion approach include amorphous products while well crystallized cubic phases are formed within solid-state procedure. the sem images indicated that the utilization of combustion and solid-state approaches leads to the production of mgal2o4 materials with the average particle sizes of 40 nm and 70 μm, respectively. the dta/tga results of the combustion synthesized mgal2o4 confirmed a considerable weight loss of 15.1 % within heating to 550 °c. additionally, the exothermic peaks at 126 and 380 °c are related to the elimination of the organic compounds of the combustion-synthesized materials. based on the obtained results, although both combustion and solid-state approaches can successfully synthesize mgal2o4 refractory materials, the combustion method is more recommended due to its ability to produce finer, uniform nano-sized particles with higher surface area and reduced agglomeration problems, making it a superior route for refractory applications.

بررسی و مقایسه روش‌های سنتز mgal₂o₄ به‌عنوان یک ماده نسوز

mgal₂o₄ یکی از پرمصرف ترین اسپینل‌ها است که به‌عنوان یک ترکیب دیرگداز مهم، کاربردهای زیادی در صنایع فولادسازی دارد. در این پژوهش، مواد دیرگداز mgal₂o₄ به روش‌های احتراقی و حالت جامد سنتز شدند. برای سنتز این ماده به روش احتراقی، از آنیلین به‌عنوان سوخت استفاده گردید. الگوهای xrd نشان دادند که مواد سنتز شده به روش احتراقی شامل محصولات آمورف هستند، در حالی که در روش حالت جامد، فازهای مکعبی با بلورینگی بالا تشکیل می‌شوند. تصاویر sem نشان دادند که استفاده از روش‌های احتراقی و حالت جامد به ترتیب منجر به تولید مواد mgal₂o₄ با اندازه ذرات متوسط 40 نانومتر و 70 میکرومتر می‌شود. نتایج dta/tga برای mgal₂o₄ سنتز شده به روش احتراقی، کاهش وزن قابل‌توجهی معادل%15/1 تا دمای 550 درجه سانتی‌گراد را تایید کرد. همچنین، پیک‌های گرمازا در دماهای 126 و 380 درجه سانتی‌گراد مربوط به حذف ترکیبات آلی موجود در محصولات سنتز شده به روش احتراقی هستند. بر اساس نتایج به‌دست‌آمده، اگرچه هر دو روش احتراقی و حالت جامد قادر به سنتز موفقیت‌آمیز مواد دیرگداز mgal₂o₄ هستند، اما روش احتراقی به دلیل توانایی در تولید ذرات یکنواخت نانومتری ریزتر با سطح ویژه بالاتر و مشکلات کمتر تجمع ذرات، به‌عنوان مسیر برتر برای کاربردهای دیرگداز توصیه می‌شود.