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).
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 %.
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.
Приведены результаты исследований опытных шихтовых масс для получения минеральных волокон на основе композиции андезибазальт–шлак–доломит и результаты испытания их физико-химических свойств. Испытания химической стойкости оптимальных составов в агрессивных условиях показали, что химическая стойкость волокон зависит от содержания оксидов металлов в стекле и их соотношения, учитывающие взаимное влияние SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO, MgO, Na2O, K2O. Установлено, что исследуемый андезибазальт Карахтайского месторождения является перспективным сырьевым компонентом для получения минеральных волокон.
Керамика из карбида кремния SiC с добавками Al2O3, AlN и Y2O3 в качестве вспомогательных средств для спекания получена методом горячего прессования. Исследованы микроструктура и трибологическое поведение свежеприготовленной SiC-керамики, скользящей по карбиду вольфрама WC при использовании Al2O3–Y2O3 в качестве добавки для спекания, плотную (98 %) керамику SiC можно получить при 1950 °С и 13 МПа. Образец керамики SiC, содержащий WC, имеет низкий коэффициент трения при приложенной высокой нагрузке, скорости и температуре. С другой стороны, в образце, содержащем Al2O3, коэффициент трения имеет значительно более низкие значения. В сочетании с двумя трибопарами скорость износа керамики SiC не чувствительна к изменению нагрузки, в то время как коэффициент трения и скорость износа керамики SiC сначала увеличиваются со скоростью, а затем уменьшаются. При скоростях 0,05 и 1,0 м/с значения скорости износа обеих трибопар составляют всего 10–5 мм3/(Нм). Полный текст статьи будет опубликован в журнале ”Glass and Ceramics”, 2022, V. 79, No. 3–4 – переводной версии журнала «Стекло и керамика»
