Vliv krystalinity kaolinitu na vysokoteplotní fázové transformace

Bc. Petr Štursa

Bachelor's thesis

Affect of kaolinite crystallinity on high-temperature phase transitions

Abstract:

Tato práce je zaměřena na studium krystalinity kaolinitu a její vliv na vysokoteplotní transformace v sérii kaolinit – mullit. V experimentální části bylo osm vzorků o různé krystalinitě studováno termickou analýzou (DSC/TG) a rentgenovou práškovou difrakcí (XRD) včetně vysokoteplotní (htXRD). Velikost krystalitů byla stanovena absolutními metodami pomocí Scherrerovy rovnice, Rietveldovy metody a relativní metodou pomocí Hinckleyho indexu. Termogramy dokazují alespoň částečnou závislost probíhajících vysokoteplotních procesů na původní krystalinitě kaolinitu. U vzorků s vysokou krystalinitou kaolinitu probíhá dehydroxylace při vyšších teplotách. Stejně je tomu i při krystalizaci tzv. spinelové fáze společně s mullitem. Navíc u tohoto exotermního děje pološířka efektu odráží původní krystalinitu kaolinitu. Krystalinita mullitu, který vzniká od teploty cca 980 °C, se mění také v závislosti na původní krystalinitě kaolinitu. Výsledky potvrzují teorii, že ze slaběji krystalického kaolinitu vzniká mullit s vyšší krystalinitou a naopak.

Abstract:

This thesis is aimed to kaolinite crystallinity and its impact on high temperature transformations in kaolinite – mullite series. In the experimental part, eight samples with different crystallinity were studied by thermal analysis (DSC/TG) and by X – ray powder diffraction (XRD) including high temperature approach (htXRD). Size of crystallites was determined by absolute methods via Scherrer´s equation, Rietveld method and by a relative method based on Hinckley index. Thermograms prove at least partial dependence of high temperature processes on original kaolinite crystallinity. In samples with high kaolinite crystallinity, the dehydroxylation proceeds at higher temperature. Analogous effect was observed during crystallization of the so – called spinel phase together with mullite. Furthermore, in this exothermic proces, the halfwidth of the effect reflects the original kaolinite crystallinity. Mullite crystallinity, which crystallizes from the temperature about 980 °C, is changing depending on the original kaolinite crystallinity. Results confirm the theory that poorly crystallized kaolinite usually produces well crystallized mullite and vice versa.

Keywords

Krystalinita, kaolinit, defektní spinel, mullit, dehydroxylace, termická analýza, rtg – difrakce, crystallinity, kaolinite, defect spinel, mullite, dehydroxylation, thermal analysis, X-ray-diffraction

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 10. 5. 2019

Thesis defence

• Date of defence: 11. 6. 2019
• Supervisor: Mgr. Dalibor Všianský, Ph.D.
• Reader: doc.Ing. Radomír Sokolář, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Geology / Geology