From a cheap perlite as the basic raw material an opaque glass-crystalline material was synthesized containing nanosized crystals of wollastonite and gehlenite with an average size of 100 nm. The phase composition, microstructure and strength properties of the material were investigated. Changes in the composition and size of crystal grains caused by varying the amount of catalyst and the content of quartz in the initial mixtures make it possible to control the physico-mechanical properties of the obtained material. High strength and hardness allow using this material for protection against high-speed impact, including small arms bullets.
Stepan G. Petrosyan – Professor, Doctor of Physical and Mathematical Sciences, Russian-Armenian (Slavonic) University (RAU), Yerevan, Armenia, Institute of Radiophysics and Electronics of the National Academy of Sciences of the Republic of Armenia, Ashtarak, Armenia. E-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it..
Leva N. Grigoryan – Associate Professor, Candidate of Physical and Mathematical Sciences, Yerevan State University (YSU), Yerevan, Armenia. E-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
Petik G. Petrosyan – Associate Professor, Candidate of Physical and Mathematical Sciences, Yerevan State University (YSU), Yerevan, Armenia. E-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
1. Glass-Ceramics: Properties. Applications and Technology / еd. Kamakashi Narang. N.-Y.: Nova Sci. Publ., 2018. 263 p.
2. Zanotto E. D. Bright future for glass-ceramics // American Ceramic Society Bulletin. 2018. V. 89, No. 8. P. 19 – 27.
3. Davis M. J., Zanotto E. D. Glass-ceramics and realization of the unobtainable property combinations that push the envelope // Mater. Res. Soc. Bull. 2017. V. 42. P. 195 – 199.
4. Саркисов П. Д., Орлова Л. А., Попович Н. В. и др. Современное состояние вопроса в области технологии и производства ситаллов на основе алюмосиликатных систем. Стеклообразование, кристаллизация и фазообразование при получении стронцийанортитовых и цельзиановых ситаллов // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2011. № 8. С. 17 – 24.
5. Deubener J., Allix M., Davis M. J., et al. Updated definition of glass-ceramics // J. Non-Cryst. Solids. 2018. V. 501. P. 3 – 10.
6. Khater G. A., Safwat E. M., Kang J., et al. Some types of glass-ceramic materials and their applications // Intern. J. Research Studies in Science, Engineering and Technology. 2020. V. 7, No. 3. P. 1 – 16.
7. Ferreira E. B., Zonotto E. D., Scudeller L. A. M. Nano Glass-Ceramics from Still-Making Slags // Quim. Nova. 2002. V. 25. P. 731 – 735.
8. Beall G. H., Pinckney L. R. Nanophase Glass-Ceramics // J. Am. Ceram. Soc. 1999. V. 82. P. 5 – 16.
9. Pinckney L. R., Beall G. H. Nanocrystalline Non-Alkali Glass-Ceramics // J. Non-Cryst. Sol. 1997. V. 219. P. 219 – 227.
10. Северенков И. А., Устюгова Е. В., Алексеева Л. А. и др. Стеклообразование и кристаллизация стекол стронцийалюмосиликатной системы: влияние модифицирующих добавок на варочные и кристаллизационные свойства // Стекло и керамика. 2021. № 7. С. 3 – 8. [Severenkov I. A., Ustyugova E. V., Alekseeva Yu. A., et al. Glass Formation and Crystallization in Strontium-Aluminum-Silicate Glass: Influence of Modifying Additives on Melting and Crystallization // Glass Ceram. 2021. V. 78, No. 7–8. P. 259 – 263.]
11. Gallo L. S. A., Mariana O. C. Villas Boas., Ana C. M. Rodrigues, et al. Transparent glass-ceramics for ballistic protection: materials and challenges // Journal of Materials Research and Technology. 2019. V. 8. P. 3357 – 3372.
12. Чайникова А. С., Воропаева М. В., Алексеева Л. А. и др. Современное состояние разработок в области радиопрозрачных кордиеритовых ситаллов // Авиационные материалы и технологии. 2014. № 6. С. 45 – 51. DOI: 10.18577/2071-9140-2014-0-s6-45-51
13. Rawlings R. D.,Wu J. P.,Boccaccini A. R. Glass-Ceramics: Their Production from Wastes- A Review // J. Mater. Sci. 2006. V. 41. P. 733 – 761.
14. Burriesci N., Arcoraci C., Antonucci P. L., Polizzotti G. Physico-chemical characterization of perlite of various origins // Mater. Lett. 1985. V. 3. P. 103 – 110. DOI: 10.1016/0167-577X(85)90008-4
15. Aragats Perlite since 1961. URL: http://aragatsperlite.am/rus/50/Спецификация
16. Yu Y., Hao X., Song L., Li Zh., Song Li. Synthesis and characterization of single phase co-fired cordierite glass-ceramics from perlite // Journal of Non-Crystalline Solids. 2016. V. 448. P. 36 – 42. URL: http://dx.doi.org/10.1016/j.jnoncrysol,2016.06.039
17. Mercier S., Molinari A., Estrin Y. Grain Size dependence of strength of nanocrystalline materials as exemplified by copper: an elastic-viscoplastic modeling approach // J. Mater. Sci. 2007. V. 42. P 1455 – 1465. DOI: 10.1007/s10853-006-0670-y
18. Kokubo T., Kim H.-M., Kawashita M., Nakamura T. Novel ceramics for biomedical applications // J. of Australasian Ceramic Soc. 2000. V. 36. P. 37 – 46.
19. Бородин И. Н., Майер А. Е. Предел текучести нанокристаллических металлов при высокоскоростной пластической деформации // ФТТ. 2012. Т. 54, вып. 4. С. 759 – 766.
20. 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. С. 53 – 67.
21. Келина И. Ю., Чевыкалова Л. А., Михальчик И. Л. и др. Повышение баллистической эффективности корундовой керамики // Тез. докладов ХХ Меж-дунар. науч.-техн. конф. «Конструкции и технологии получения изде¬лия из неметаллических материалов». Обнинск, 2013. С. 327 – 329.
22. Беспалов А. И., Григорян В. А., Кобылкин И. Ф. Экспериментальное определение времени задержки проникания высокоскоростных ударников в керамическую броню // Вопросы оборонной техники. Сер. 16. Технические средства противодействия терроризму. 2011. № 3–4. С. 84 – 88.
23. Францевич И. Н., Воронов Ф. Ф., Бакута С. А. Упругие постоянные и модули упругости металлов и неметаллов. Киев: Наукова думка, 1982. 286 с.
24. Benhammou A., El Hafiane Y., Nibou L., et. al. Mechanical behavior and ultrasonic non-distractive characterization of elastic properties of cordierite-based ceramics // Ceramics International. 2013. V. 39. P. 21 – 27.
The article can be purchased
electronic!
PDF format
700 руб
DOI: 10.14489/glc.2023.10.pp.039-047
Article type:
Research Article
Make a request