Ежемесячный научно-технический и производственный журнал

ISSN 0131-9582

Исследована химическая стойкость стекол в системе PbCl2–PbO–B2O3–NdF3. Оксохлоридные свинцово-боратные стекла продемонстрировали хорошие водостойкость и щелочестойкость, при этом низкую кислотостойкость. Объемные образцы стекла были экспонированы в условиях тропического климата Юго-Восточной Азии в течение года. Спектрально-люминесцентные характеристики ионов неодима в данных матрицах сохраняют хорошую стабильность в условиях тропического климата.

Рассмотрена возможность использования отходов обогащения железистых кварцитов Курской магнитной аномалии (КМА). Исследован химический состав отходов Лебединского горно-обогатительного комбината (ГОКа). Установлено, что основными компонентами отходов являются кварц, магнетит, а также доломит, карбонаты кальция и магния. Показано, что химический и гранулометрический составы отходов характеризуются стабильностью, это позволяет их использовать в качестве корректирующей добавки в керамические массы при производстве стеновой керамики.

Рассмотрены получение керамических фильтрующих материалов в качестве подложек и разработка методики их применения для исследования биологических объектов методом электронной микроскопии. Методами РФА (рентгенофазовый анализ) и РЭМ (растровая электронная микроскопия) оценивались состав, структура, размеры пор и морфология керамических подложек из пеносиликата до и после нанесения инверсных опалов из оксида кремния. Приведено описание использования полученных фильтрующих подложек в эксперименте с биообъектами. Подложки представлены перспективными для электронной микроскопии, так как могут использоваться для пробоподготовки биологических образцов с применением напыления металлов или внесением ионной жидкости. Данная методика в совокупности с фильтрующим пористым материалом и техническими возможностями микроскопа сохраняет физические характеристики биообъектов в неизменном виде.

Исследованы высокотемпературное взаимодействие и процессы спекания образцов высокоглиноземистых масс низкотемпературного обжига для технической керамики на основе тройной системы каолин–глиноземсодержащий отход–доломит, и установлены области образования высокоглиноземистой массы для технической керамики на тройной диаграмме. Показано, что в результате высокотемпературного взаимодействия происходит новообразование кристаллических фаз минералов в виде муллита, корунда, ?-кристобалита, а также в незначительном количестве анортита и аморфной стекловидной фазы, которые придают необходимые физико-механические свойства обожженному образцу. Определены области оптимальных составов получения высокоглиноземистых керамических масс низкотемпературного спекания на основе тройной системы каолин–глиноземсодержащий отход–доломит.

Изучены химический состав и технологические свойства глинистого полиминерального сырья северо-запада Оренбургской области. По химическому составу сырье может быть отнесено к полукислым запесоченным глинам с высоким содержанием красящего оксида железа Fe2O3 (4,83 %). Определены зависимости вязкости глинистых суспензий при достаточно высоких концентрациях (до 0,16 об. %); линейный характер подтвержден высоким коэффициентом корреляции и доказывает отсутствие возникновения гидратных оболочек вокруг частиц, содержащих в своем составе большое количество кварца. Рассчитаны значения коэффициента ?, входящего в уравнение Эйнштейна, он оказался в интервале 2,44 ? ? ? 3,00. Низкая пластичность сырья, исследования которой проводили двумя способами – сдавливанием шариков и изгибанием жгутиков, свидетельствует о высоком содержании песка. Спекания в интервале температур от 600 до 1000 ?С не произошло, образцы растрескались. Макропараметры спекания и цветовые параметры образцов при воздействии высокой температуры, а также результаты анализа фазового состава не позволяют предположить удовлетворительные механические характеристики у керамики из исследуемого сырья. Установлены низкие сорбционные свойства минерального сырья по отношению к ионам меди и свинца. Показано, что использование данного сырья в керамической промышленности нецелесообразно, более практично его применение в дорожном строительстве, благоустройстве территорий, в качестве отощающих добавок для снижения пластичности и усадки глин при сушке и обжиге.

Проведено исследование возможности получения керамики для микроволновой техники в системе оксидов ZrO2–SnO2–TiO2 твердофазовым синтезом с использованием спекающей добавки – оксида лантана (III). Синтезирована керамика на основе титаната циркония-олова состава Zr0,8Sn0,2TiO4 с добавками 2, 4, 6 мас. % La2O3. Наиболее плотные образцы керамики были получены при температуре обжига 1400 ?С и с содержанием La2O3 в количестве 4 мас. %.
Исследовано пространственное распределение локального электрического поля (ЛЭП) для различных структурных конфигураций из наночастиц (НЧ) серебра в силикатном и цинк-фосфатном стеклах. Особенности такого распределения определяют эффективность передачи энергии от плазмонных НЧ к расположенным в их окрестности редкоземельным (РЗ) ионам. Механизм передачи энергии через усиление поля, вызванного поверхностным плазмонным резонансом частиц, является доминирующим для НЧ с размером ?5 нм и определяется рядом факторов. Для выяснения их роли изучены зависимости ЛЭП от размера, пространственного распределения и степени агломерации НЧ серебра в стекле. С этой целью предложено наглядное представление пространственного распределения ЛЭП в окрестности агломератов плазмонных НЧ, позволяющее проводить эффективный сравнительный анализ характера усиления поля в местах гипотетического расположения РЗ-ионов. На основе моделирования установлена связь усиления интенсивности ЛЭП, пространственного распределения таких мест усиления относительно ближайшей плазмонной частицы с размером, степенью агломерации НЧ, наличием малых (?5 нм) частиц в образце наряду с относительно большими. Показано, что оптимальной конфигурацией наночастиц серебра в стекле для получения максимального среднего усиления интенсивности поля в точкахвозможного расположения РЗ-ионов является агломерат частиц с размерами чуть больше 25 нм и средними расстояниями между центрами частиц ~30 нм.
Получены стекла на основе цинковомагниевоалюмосиликатной (ZMAS) системы, в состав которых введен оксид натрия (от 1,1 до 7,0 мол. %), и изучено влияние его содержания на стеклообразующую способность и эффективность ионообменной обработки в калиевой селитре. Исследованы зависимости глубины и напряженности приповерхностного слоя стекла от длительности обработки, а также оценены концентрационные изменения в нем щелочных катионов в результате ионного обмена. Установлено, что микротвердость стекол повышается как
с увеличением длительности ионообменной обработки, так и с увеличением содержания натрия. При содержа-
нии Na2O 7 мол. % и длительности обработки 72 ч микротвердость достигает значений порядка 900 HV. Рассмотрена возможность применения ионообменной обработки к ситаллам, полученным из стекла ZMAS, модифицированного оксидом натрия.
На основе суспензии кварцевого стекла с наполнителями из муллита, шпинели, корунда и кварца получены огнеупорные и жаростойкие материалы с крупнопористой, грубозернистой структурой. Исследовано влияние температуры обжига на фазовый состав, структуру, пористость и прочность материалов. Прочность керамики при увеличении температуры обжига до 1300…1400 ?C сначала возрастает, а при 1500…1600 ?C снижается вследствие кристаллизации кварцевого стекла. Наиболее стабильные прочностные характеристики получены для композитов кварцевое стекло–электрокорунд.
Исследованы процессы получения диборида гафния методом карботермического восстановления оксида гафния путем термической обработки в вакуумной печи и установке искрового плазменного спекания.
При термообработке шихты в вакуумной печи порошок диборида гафния получен в интервале температур 1500…1700 °С, однако для него характерно наличие вторичных кристаллических фаз. Монофазный порошок диборида гафния с мелкозернистой равномерной структурой получен с применением метода искрового плазменного спекания при температуре 1500 °С.