Труды КНЦ вып.9 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 1/2018(9) Часть 2)

некоторые некислородные соединения [2]. Эти кристаллические фазынаряду с достоинствамиимеютряд недостатков, что внекоторых случаях ограничиваетих практическое применение. Работы последних лет показали, что керамические материалы на основе тиалита (A12TiO5) обладают высокой температурой плавления, слабоотрицательным ТКЛР в сравнительно широком диапазоне температур, высокой термостойкостью, химической стойкостью и хорошими электроизоляционными свойствами. Однако тиалит нестабилен при температурах до 1300 °С, керамика на его основе плохо спекается и имеет низкие значения механической прочности. Кроме того, получение материалов на основе A12TiO5 требует применения дорогостоящего оксида титана, а также внекоторых случаяхдвухкратного обжига, что ведет кповышениюсебестоимости его производства. В системе Li2O — A12O3 — SiO2 имеются тройные соединения р-сподумен Li2O^A12O3^4SiO2, эвкриптит Li2O^A12O3^2SiO2 и петалит Li2O^A12O3^8SiO2. Синтезированные на их основе мало расширяющиеся керамические материалыимеютвысокую стойкость ктермоударам, но при этом характеризуютсянизкими показателями огнеупорности, температурыдеформацииподнагрузкой, атакжеповышеннойэлектропроводностью, обусловленнойналичиемподвижных катионовLi+ [2]. СистемаMgO - - A12O3- - SiO 2 играет большую роль в производстве наиболее широко используемой технической керамики различного состава и назначения. На основе этой системы синтезированы алюмосиликатные и магнезиальные огнеупоры, а также форстеритовая, клиноэнстатитовая, шпинельнаяидругие видыкерамики. Средиуказанного множества малорасширяющейся является кордиеритовая керамика (ТКЛР (1-3)Т0-6 К-1), которая востребована в технологических процессах, предусматривающих циклические и резкие изменения температуры, в том числе значительные термические удары, т. е. в таких конструкциях, как печи периодического действия, индукционные установки, высокотемпературные реакторыи т. д. Это обусловлено комплексомтребуемыхтехнических характеристикданнойкерамики [1-3]. В качестве основных компонентовдля синтеза кордиеритсодержащейкерамики применяютсявысококачественные огнеупорные глины и каолины, магнийсодержащие (тальк, оливин, серпентин, хризотил-асбест, периклаз) и глиноземсодержащие (боксит, диаспор, гиббсит, технический глинозем) минералы и породы. К достоинствам кордиеритсодержащейкерамикиможно отнести ивысокуютехнологичность исходных масс, позволяющуюизготавливать изделиявсеми существующими способами - - от полусухого прессования, до шликерноголитья. Несмотрянауказанныенеоспоримыедостоинства, кордиеритоваякерамикаимеетиряднедостатков. Это невысокая огнеупорность и недостаточные термомеханические характеристики, а также узкийтемпературныйинтервалспекания, что создает определенные технологические трудности и не позволяет получить плотноспекшиеся прочные изделия. Как показывают литературные данные, в последнее время уделяется определенное внимание синтезу и исследованию керамических материалов на основе сочетания кристаллических фаз кордиерита и муллита, обеспечивающих низкое термическое расширение и достаточнуюмеханическуюпрочность изделий. К достоинствам кордиерито-муллитовой керамики можно отнести широкодоступное и недорогое сырье для ее синтеза. Кроме того, введением различных наполнителей можно повышать прочность материала за счет его армирования (корунд, карбид кремния), а также создавать структуру, способную к релаксации напряжений за счет образования микротрещин при комбинации фаз с различнымТКЛР (диоксид циркония, периклазохромит, циркон). Проведение исследований в данном направлении позволит расширить интервал спекания керамики, снизить пористость, увеличить ее механическую прочность и твердость за счет формирования плотной малопористой структуры. Регулируя заданный химический состав исходной смеси и режимы синтеза, можно получить рациональное сочетание необходимых кристаллических фаз и стеклофазы, а используя модифицирующие добавки и специальные приемы, можно создать требуемую текстуру материала, которая в совокупности с микроструктурой обеспечит высокую термостойкость изделий. В настоящейработе исследовано влияние огнеупорных и высокопрочных добавокна физико-технические свойства иструктурумуллито-кордиеритовойкерамики, исходныйсоставкоторойсоответствуетстехиометрическомусоотношению определяющих оксидовMgO :A 2 O 3 : SiO 2 — 1 :2,5 :3,5. В качестве компонентов сырьевой композиции для керамической матрицы использовались: тальк онотский, огнеупорнаяглинавеселовскаямарки «Веско-Гранитик», глиноземтехническиймарки«ГНК». Дляисследованиявыбраны высокопрочные и огнеупорные модифицирующие добавки электрокорунд, периклазохромит, циркон и карбид кремния, которые вводились в исходную смесь в количестве от 1,2 до 7,2 %. Указанные добавки использовались в виде шлиф-зерна мелкой фракции или отходов огнеупоров и в случае необходимости дробились в щековой дробилке, затем измельчались в вибромельнице. Природные компоненты высушивались и измельчались до прохождения через сито № 1. Сырьевые композиции смешивались и измельчались в планетарной мельнице “РМ 100” фирмы “Retzch” в течение 10 мин при скорости вращениябарабана 250 об/мин. Затем порошок увлажняли до влажности 6-8 %. Получали опытные образцыметодом полусухого прессования на гидравлическом прессе при давлении прессования 35-40 МПа, которые обжигались в электрической муфельной печи в интервале температур 1200-1350 °С при скорости подъема температуры 150 °С/ч и выдержке при максимальной температуре 1 ч. Свойства опытных образцов, обожженных в указанном интервале температур с введением различных добавок, представленынарис. 1. 890