ТОМ 95, № 5 (2022)

Исследовано влияние процесса сфероидизации в потоке высокотемпературной плазмы стекла на основе системы Li2O–Al2O3–SiO2 (ЛАС), легированного 1,0 мол.% Nd2O3, на его кристаллизационные свойства. Полученные микрошарики размером 32 – 64 мкм характеризуются существенно более высокой температурой стеклования Tg по сравнению с Tg исходного стекла, что может быть связано как с изменением химического состава в процессе сфероидизации, так и с принципиально разной тепловой историей микрошариков и стекла. Несмотря на замедленную кинетику кристаллизации, в микрошариках, как и в исходном стекле, под воздействием термообработки формируется ситалловая структура на основе ?-эвкриптитоподобных твердых растворов LixAlxSi1 – xO2, указывая на возможность как получения микрошариков со структурой ситалла, так и варьирования их температурного коэффициента линейного расширения вблизи нулевых значений.

Проведен выборочный контроль вырабатываемых закаленных стекол. Выявлены отклонения гнутых изделий от заданной формы. Составлены линейные адаптивные модели, описывающие зависимость формы изделий и результатов испытаний на механическую прочность от режима закалки. Имитационным моделированием алгоритма управления процессом закалки показана возможность повышения качества вырабатываемых безопасных закаленных стекол.

Рассмотрены некоторые особенности технологии переработки тарного стеклобоя. Представлены схемы дифференцированной оптической сепарации смеси бесцветного, коричневого и зеленого стеклобоя.

Рассмотрено влияние добавки магнетита в виде пиритных огарков на физико-механические и радиопоглощающие свойства синтезируемого стеклокомпозита по методу «холодного» вспенивания. Замена в исходной жидкостекольной композиции стеклопорошка на магнетит уменьшает коэффициент вспенивания с 210 до 130 %, что обусловлено снижением вязкости композиции из-за размера частиц добавки (до 160 мкм), их высокой плотности (5100 кг/м3) и пористой структуры. Установлено, что оптимальным для получения материала с радиопоглощающими свойствами является содержание магнетита не более 10 %. Пористый стеклокомпозит со средним размером пор 1,2 мм, содержащий 10 % магнетита, имеет коэффициент поглощения электромагнитного излучения в высокочастотном диапазоне (120 – 250 ГГц) в среднем на 10 % больше по сравнению с композитом без добавки.

Целью настоящей работы было изучение возможности улучшения термоэлектрических свойств металлокерамического композита Bi2Te3 + 0,5 ат. % Gd. Установлено, что в результате искрового плазменного спекания исходных порошков Bi2Te3 и Gd действительно формируется микроструктура композита, представленная включениями Ni, случайным образом распределенными внутри поликристаллической матрицы Bi2Te3. Удельное электрическое сопротивление повышается, а полная теплопроводность Bi2Te3 снижается при добавлении наполнителя Ni.
Максимальная термоэлектрическая добротность композита (~ 0,63) оказывается несколько выше, чем у материала матрицы (~ 0,58).

Приведены результаты физико-химического исследования процесса высокотемпературного спекания и твердофазных реакций в тройной композиции на основе койташского кварцита, ангренской глины и карахтайского известняка для получения динасовых неформованных огнеупорных материалов. Установлено, что в результате этих процессов происходит химическое взаимодействие как по твердофазным реакциям, так и при участии жидкой фазы с образованием высокоосновных алюмосиликатных минералов, имеющих высокую огнеупорность, прочность и низкую пористость, которые отражаются при получении неформованных огнеупорных материалов с улучшенными физико-механическими и технологическими свойствами.

Создан новый люминесцентный гибридный материал на основе кремнеземного аэрогеля и борсодержащего координационного соединения с 8-оксихинолином и изучены его физико-химические и спектрально-люминесцентные характеристики. Разработана схема синтеза гибридного люминесцентного материала, исключающая необходимость предварительного дорогостоящего синтеза высокочистого элементорганического борсодержащего люминофора. Установлено, что гидрофобизация аэрогеля существенно увеличивает стабильность люминесцентных характеристик гибридного материала.

Цирконсодержащие отбеливатели являются незаменимыми компонентами в производстве керамической плитки, однако они повышают ее стоимость. Для керамической промышленности весьма актуальна разработка оригинальных и недорогих отбеливающих средств с сохранением качества конечного продукта. В данной работе разработан новый отбеливающий агент на основе системы ZrO2–Al2O3–K2O путем смешивания циркона ZrSiO4 (или силиката циркония), Al2O3, калиевого полевого шпата и мрамора с различной массовой концентрацией, чтобы снизить затраты и создать достойную альтернативу коммерчески доступному отбеливателю в системе ZrO2–Al2O3–Na2O под кодом R6. Чтобы проверить эффективность инновационного отбеливающего агента на основе системы ZrO2–Al2O3–K2O, исследованы факторы, влияющие на непрозрачность плитки, включая размер, форму и распределение частиц замутнителя и длину волны падающего света. Во-первых, с помощью рентгеновской дифракции и рентгенофлуоресцентного анализа были оценены исходные размеры зерен и фазовый состав компонентов отбеливающего агента. Во-вторых, для производства гомогенизированного композиционного отбеливателя на основе системы ZrO2–Al2O3–K2O использован мокрый помол в промышленных мельницах. Структурно-минералогические и морфологические свойства конечного продукта определяли после процесса сушки. Эффективность мокрого помола подтверждена данными СЭМ, выявившими однородное гранулометрическое распределение компонентов с преобладанием фаз ZrO2, Al2O3 и SiO2. Энергодисперсионный рентгеновский анализ показывает, что Si–Al–O–Z и Ca были основными элементами, тогда как Na был получен в качестве примеси.
Полный текст статьи будет опубликован в журнале “Glass and Ceramics”, 2022, V. 79, No. 5-6 – переводной версии журнала «Стекло и керамика».