СНИЖЕНИЕ УСАДКИ И ПОВЫШЕНИЕ ТЕПЛОСТОЙКОСТИ МОДЕЛЬНОГО СОСТАВА НАНОЧАСТИЦАМИ TiO2 и ZnO

УДК 676.085.4

 

  • Прокопчук Николай Романович – член-корреспондент Национальной академии наук Беларуси, доктор химических наук, профессор, профессор кафедры полимерных композиционных материалов. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: nrprok@mail.com
  • Клюев Андрей Юрьевич – доктор технических наук, профессор кафедры технологии деревообрабатывающих производств. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: andrey_kluev_bstu@mail.ru
  • Лаптик Инна Олеговна – инженер кафедры полимерных композиционных материалов. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: inna.laptik@yandex.ru
  •  

DOI: https://doi.org/ 10.52065/2520-2669-2024-277-6.

 

Ключевые слова: модельный состав, точное литье, выплавляемые модели, наночастицы TiO2 и ZnO, температура размягчения, температура каплепадения по Уббеллоде, линейная усадка.

Для цитирования: Прокопчук Н. Р., Клюев А. Ю., Лаптик И. О. Снижение усадки и повышение теплостойкости модельного состава наночастицами TiO2 и ZnO // Труды БГТУ. Сер. 2, Химические технологии, биотехнологии, геоэкология. 2024. № 1 (277). С. 50–54. DOI: 10.52065/2520-2669-2024-277-6.

 

Аннотация

Проведено модифицирование модельного состава ЗГВ-101 для точного литья металлических изделий по выплавляемым моделям наночастицами TiO2 и ZnO. Разработана лабораторная технология введения в модельный состав наночастиц TiO2 и ZnO производства ООО «Томские нанопорошки». Получены модельные составы с разными концентрациями наночастиц, мас. %: 0,005; 0,05; 0,1. Разработка модельных составов с пониженной линейной усадкой является актуальной задачей, так как такие составы позволяют максимально приблизить размеры отливки к размерам готовой детали. Установлено значительное снижение линейной усадки модельного состава наночастицами с 0,8% до 0,44% (0,005 мас. % TiO2 и ZnO). Предложена гипотеза, объясняющая снижение усадки и повышение теплостойкости модельного состава ЗГВ-101: наночастицы TiO2 и ZnO, обладая энергетически активными поверхностями, взаимодействуют физически с карбоксильными и гидроксильными группами компонентов, входящих в состав ЗГВ-101. Образованная физическая сетка снижает подвижность молекулярных структур композита, повышает устойчивость его в температурно-силовых полях. Установлено практически значимое повышение теплостойкости состава ЗГВ-101: температура размягчения возрастала с 54 до 61°С (0,005 мас. % TiO2) и до 63°С (0,005 мас. % ZnO). Температура каплепадения по Уббеллоде поднималась с 80 до 87°С (0,005 мас. % TiO2) и до 86°С (0,005 мас. % ZnO).

Скачать

Список литературы

  1. Шалыгин Л. М., Сизяков В. М. Научная школа металлургов Санкт-Петербургского горного института (к 300-летитю Санкт-Петербурга и 230-летию первого в Петербурге высшего учебного заведения) // Цветные металлы. 2003. № 7. С. 4–13.
  2. Модельный состав для точного литья и способ его получения: пат. BY 21222 / В. В. Мулярчик, В. Н. Данишевский, В. Г. Константинов. Опубл. 2017. 3. Кончус Д. А., Сивенков А. В., Чиркова О. С. Влияние лазерной маркировки на свойства поверхности стали 08Х18Н10 // Металлообработка. 2018. № 4 (106). С. 21–27.
  3. Болобов В. И., Кувшинкин С. Ю. Материаловедение: стали с особыми свойствами, цветные металлы, неметаллические материалы: учеб. пособие. СПб.: Национальный минерально-сырьевой университет «Горный», 2014. 94 c.
  4. Клюев А. Ю., Прокопчук Н. Р. Новые направления переработки и использования сосновой живицы. Минск: БГТУ, 2020. 412 с.
  5. Модификация наноалмазными частицами модельного состава для точного литья по выплавляемым моделям / Н. Р. Прокопчук [и др.] // Нанофизика и наноматериалы: сб. науч. тр. Междунар. симпоз., Санкт-Петербург, 24–25 ноября 2021 г. СПб., 2021. С. 234–239.
  6. Сызранцев В. В. Улучшение свойств полимерной эпоксидной матрицы добавками нанооксидов алюминия и кремния // Цветные металлы. 2023. № 8. С. 34–38.
  7. Улучшение механических свойств эпоксидных покрытий по металлу наночастицами разной природы / Н. Р. Прокопчук [и др.] // Цветные металлы. 2023. № 8. С. 25–29.
  8. Улучшение свойств покрытий по металлу наноалмазными частицами / Н. Р. Прокопчук [и др.] // Цветные металлы. 2021. № 6. С. 55−58.

Поступила 13.12.2023