ВЛИЯНИЕ МИНЕРАЛИЗУЮЩИХ ДОБАВОК НА ПРОЦЕССЫ, ПРОТЕКАЮЩИЕ ПРИ СИНТЕЗЕ КОРУНДОВОЙ КЕРАМИКИ

УДК 666.3.017

  • Попов Ростислав Юрьевич – кандидат технических наук, доцент кафедры технологии стекла и керамики. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: rospopov@mail.ru

  • Пантелеенко Федор Иванович – доктор технических наук, профессор кафедры порошковой металлургии, сварки и технологии материалов, член-корреспондент НАН Беларуси, заслуженный деятель науки Республики Беларусь. Белорусский национальный технический университет (220013, г. Минск, ул. Я. Коласа, 24, корп. 7, Республика Беларусь). E-mail: panteleenkofi@mail.ru

  • Шиманская Анна Николаевна – кандидат технических наук, ассистент кафедры технологии стекла и керамики. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: shimanskaya@belstu.by

  • Дятлова Евгения Михайловна – кандидат технических наук, доцент кафедры технологии стекла и керамики. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: dyatlova@belstu.by

  • Подболотов Кирилл Борисович – кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник, доцент. Физико-технический институт Национальной академии наук Беларуси (220141, г. Минск, ул. Академика Купревича, 10, Республика Беларусь). E-mail: kirbor@tut.by

DOI: https://doi.org/10.52065/2520-2669-2021-247-2-72-79

Ключевые слова: корунд, минерализующая добавка, фазовый состав, структура, механическая прочность.

Для цитирования: Попов Р. Ю., Пантелеенко Ф. И., Шиманская А. Н., Дятлова Е. М., Подболотов К. Б. Влияние минерализующих добавок на процессы, протекающие при синтезе корундовой керамики // Труды БГТУ. Сер. 2, Химические технологии, биотехнологии, геоэкология. 2021. № 2 (247). С. 72–79. DOI: https://doi.org/10.52065/2520-2669-2021-247-2-72-79.

Аннотация

В статье представлены результаты исследования влияния различных минерализующих добавок на процессы спекания и фазообразования корундовой керамики. В качестве минерализующих добавок в работе использовались периклаз, диоксиды титана и циркония, оксид марганца (IV), доломит, мел. Кроме того, в составы экспериментальных масс дополнительно вводился армирующий компонент – отходы каолинового или углеродного волокна. Изучено комплексное влияние комбинации добавок на свойства корундовой керамики, ее структуру и фазовый состав. Установлено, что введение в керамические массы сочетания добавок MnO2 и TiO2 по 2,5 мас. % способствует увеличению кажущейся плотности на 13–15%, прочности при изгибе на 18–20%, снижению водопоглощения на 0,9–1,0% и открытой пористости на 1,5–2,0% по сравнению с керамикой, содержащей только одну минерализующую добавку диоксида титана. Дополнительное введение армирующего волокна в количестве 2,5 мас. % в указанные составы экспериментальных масс приводит к возрастанию прочностных характеристик еще на 10–12%. Исследована структура и фазовый состав полученного керамического материала.

Скачать

Список литературы

  1. Бакунов В. С., Лукин Е. С. Особенности технологии высокоплотной керамики. Регулирование структуры при спекании // Стекло и керамика. 2008. № 11. С. 17–21.
  2. Лукин Е. С. Современная высокоплотная оксидная керамика с регулируемой микроструктурой: в 2 ч. Ч. I. Влияние агрегации порошков оксидов на спекание и микроструктуру керамики // Огнеупоры и техническая керамика. 1996. № 1. С. 5–14.
  3. Керамическая масса: пат. 2136626 Российская Федерация. № 97120676/03; заявл. 03.12.1997; опубл. 10.09.1999. 5 с.
  4. Композиционные керамики на основе оксида алюминия, полученные методом электроимпульсного плазменного спекания для трибологических применений / М. С. Болдин [и др.] // Вестн. ННГУ. 2012. № 6-1. C. 32–37.
  5. Гаршин А. П., Кулик В. И., Нилов А. С. Фрикционные материалы на основе волокнистоармированных композитов с углеродной и керамической матрицей для систем торможения // Новые огнеупоры. 2008. № 9. C. 54‒60.
  6. Мурзакова А. Р., Валеев И. Р., Шаяхметов У. Ш. Технология эффективных многофункциональных керамических композиционных материалов // Огнеупоры и техническая керамика. 2012. № 1–2. С. 37–39.
  7. Аунг Ч. М., Попова Н. А., Лукин Е. С. Композиционная керамика на основе электроплавленного корунда с эвтектической добавкой в системе Al2O3 – TiO2 – MnO // Успехи в химии и химической технологии. 2017. Т. 31, № 3 (184). С. 10–12.
  8. Гаршин А. П., Кулик В. И., Нилов А. С. Ударопрочные материалы на основе технической керамики: достижения и перспективы повышения их баллистической эффективности // Новые огнеупоры. 2016. № 4. C. 53‒67.
  9. Балкевич В. Л. Техническая керамика. М.: Стройиздат, 1984. 256 с.
  10. Матренин С. В., Ильин А. П., Кулявцева С. В. Низкотемпературное спекание корундовых порошков // Изв. Томск. политехн. ун-та. Инжиниринг георесурсов. 2018. Т. 329, № 2. C. 127–135.
  11. Технология получения корундовой бронекерамики, модифицированной сложными добавками / П. М. Плетнев [и др.] // Изв. Томск. политехн. ун-та. Инжиниринг георесурсов. 2015. Т. 326, № 3. C. 40–49.
  12. Лукин Е. С. Современная высокоплотная оксидная керамика с регулируемой микроструктурой. Ч. II. Обоснование принципов выбора добавок, влияющих на степень спекания оксидной керамики // Огнеупоры и техническая керамика. 1996. № 4. С. 2–13.
  13. Макаров Н. А. Использование добавок, образующих жидкую фазу при обжиге, в технологии корундовой керамики // Стекло и керамика. 2003. № 10. С. 31–34.
Поступила 30.04.2021