ТОМ 95, № 4 (2022)

Золь-гель методом синтезированы стеклокристаллические материалы в системах SiO2–Al2O3–RO (RO – MgO, SrO, BaO и их комбинации). Выявлены факторы, влияющие на процесс золь-гель образования. Изучено влияние состава и температурно-временных режимов термообработки на кристаллизационные свойства гелей, фазовые превращения, фазовый состав, гранулометрию и форму получаемых частиц. Выявлен характер фазовых превращений в порошках в зависимости от температурно-временных условий термообработки. Показано, что доминирующими кристаллическими фазами в зависимости от состава являются анортиты или их твердые растворы, установлены температуры их образования: гексагональный цельзиан образуется при температуре 1350 °С, моноклинный стронциевый анортит – при 1400 °С, кордиерит – при 1450 °С. Исследовано влияние условий прессования и термообработки на физико-механические, диэлектрические и термические свойства получаемых материалов.

Исследовано влияние кристаллизации материала кварцевых труб на качество заготовок из кварцевой керамики радиотехнического назначения. Проведен анализ влияния способа подготовки образцов труб к испытанию на устойчивость к кристаллизации. Проведена оценка влияния массовой доли примесей в кварцевых концентратах на кристаллизацию материала труб при входном контроле, а также на наличие кристаллических фаз в изделиях и на контролируемые в производстве свойства изделий из кварцевой керамики.

Приведены механизмы формирования структуры низкотемпературного фарфора с применением новых нетрадиционных сырьевых материалов. В результате исследований установлено, что формирование структуры опытных фарфоровых материалов завершается при более низких температурах обжига (1220 – 1250 °С). Фазовый состав синтезированного фарфора состоит в основном из кристаллов муллита, кварца, кристобалита и стекловидной фазы, заполняющей промежутки между кристаллами.

Получены плотные и пористые теплоизоляционные керамические материалы из хвостов флотационного обогащения углешламов Интинской групповой обогатительной фабрики. Изучено термическое поведение, характер изменения фазового и химического составов при обжиге в диапазоне температур от 800 до 1280 °С. В процессе обжига последовательно окисляется магнетит, аморфизуется каолинит, диссоциируют карбонаты, сжимаются слои в слоистых силикатах, при 1100 °С образуются кристобалит и шпинель, при 1150 °С – муллит, увеличивается содержание рентгеноаморфной фазы. При температурах обжига 800 – 1150 °С получены плотные керамические материалы, при температурах от 1200 до 1280 °С – пористые материалы. Исследованы физико-механические и технические характеристики полученных керамических материалов. Пористая керамика, обожженная при 1280 °С, относится к классу теплоизоляционных материалов повышенной теплопроводности.

При производстве деталей авиационного назначения методом прецизионного литья в керамические формы ключевыми параметрами являются однородность состава и прочность керамических форм, связанные с техноло-гией их изготовления. Технологически оптимальной прочности керамики можно добиться при использовании технологии повторной пропитки керамического изделия связующим, однако в этом случае возникают проблемы с изотропностью механических свойств изделий. Представлены результаты исследования и разработки методов регулирования однородности пропитки керамических образцов вторичным связующим.

Изготовлены три партии однонаправленных базальтопластиков в виде пластин, проведены длительные испытания в течение 365 сут в нагруженном состоянии при комнатной температуре, а также в закрытом эксикаторе при влажности 99 %. Поглощение влаги ненагруженных образцов в эксикаторе не превышало 0,20 – 0,23 %. Определены остаточные механические свойства образцов, выдержанных в эксикаторе 365 сут после их сушки и установлено повышение предельной деформации на 10 – 15 %, модуля упругости – на 14 – 21 %, прочности – на 19 – 21 %, температуры стеклования – на 5 – 8 °С.

Рассмотрена возможность получения неорганических блочных теплоизоляционных пеноматериалов на основе кремнеземистых и золосодержащих техногенных отходов. Определено влияние модифицирующих добавок и технологических режимов на структуру и основные технические свойства пеносиликатов. В результате проведенных исследований установлено оптимальное массовое содержание золоотходов в количестве 5 – 15 %. Полученные пеносиликаты характеризуются физико-техническими свойствами: плотность 0,36 – 0,45 г/см3, прочность при сжатии 2,8 – 5,2 МПа, коэффициент теплопроводности 0,089 – 0,106 Вт/(м?К) и водопоглощение 14 – 22 %.