Raman-spektroskopian käyttäminen synteettisten eimetallisten sulkeumien karakterisointiin alumiinitiivistetyissä kalsiumkäsitellyissä
teräksissä

Tiivistelmä:

Ei-metalliset sulkeumat ovat tärkeä teräksen puhtauden arviointikriteeri. Sulkeumien kemiallinen koostumus, koko ja muoto teräsmatriisissa voivat vaikuttaa haitallisesti teräksen valmistusprosessiin ja teräksen ominaisuuksiin. Karakterisointitekniikka, joka lyhentää näytteiden käsittelyaikaa ja mahdollistaa ainetta rikkomattoman testauksen ja tulosten suhteellisen nopean analysoinnin, on erittäin kiinnostava sekä tutkijoille että teräsvalmistajille.

Tämän tutkimuksen päätavoitteena oli käyttää Raman-spektroskopiaa analyysitekniikkana synteettisten ei-metallisten sulkeumien karakterisoimiseksi alumiinitiivistetyissä ja kalsiumkäsitellyissä teräksissä. Tutkimuksessa tutkittiin ensin mahdollisuutta määrittää yksittäisen faasin kemiallinen koostumus synteettisissä inkluusioseoksissa, joissa on CA, C12A7, C3A ja MgO-Al2O3, sekä CaS-faaseja käyttämällä Raman-spektroskopiaa. Mitatusta Raman-spektristä tehdyt havainnot osoittavat, että näyteseosten koostumus on määritettävissä tutkituille näytteille. Kalibrointimalleja käyttämällä saadut tulokset osoittavat, että faasiosuuksien määrittäminen onnistuu riittävällä tarkkuudella Raman-spektridatan avulla.

Lisäksi tutkimuksessa tutkittiin Raman-spektroskopian käyttöpotentiaalia karakterisointitekniikkana sulkeumien analysoinnissa ja likvidusalueen laajuuden ennakoinnissa binäärissä CaO–Al2O3 -systeemissä teräksenvalmistuslämpötiloissa. Tutkimuksessa on luotu erilaisia synteettisiä monikomponenttisulkeumia käyttämällä näytematriisi, joka sisältää laajasti eri faasikoostumuksia, sulkeumien mahdollisten kehitysreittien tutkimiseksi. Raman-spektroskopiaa hyödyntämällä tehdyissä testeissä on osoittautunut, että näytteiden valmistelu vaatii aiempaa vähemmän aikaa, tulokset saadaan aiempaa nopeammin ja synteettisten sulkeumien koostumus voidaan identifioida faaseille ominaisten Raman-sidosten perusteella. Tutkimus osoittaa siten, että Raman-spektroskopiaa voidaan hyödyntää analyysitekniikkana teräsnäytteiden sulkeumatutkimuksissa, koska teräsmatriisi on passiivinen Raman-säteilylle.