Труды КНЦ (Технические науки вып.1/2023(14))

По данным, аналогичнымрис. 4, а , былиопределеныразмерыкристалликов кристобалита и построены распределения по размерам. Обсуждение Стеклообразный кремнезем начинает кристаллизоваться с поверхности. Образцы из кварцевого стекла при температурах выше 1000 °С еще стабильны. Коэффициент термического расширения (КТР) стекла и кристобалита при этих температурах близки, и возникающие при этом напряжения быстро релаксируют. Частично закристаллизовавшийся образец стекла остается прозрачным и почти неотличимым от основного стекла. При этом кристаллизация повышает жесткость изделия из кварцевого стекла — закристаллизованные изделия могут использоваться вплоть до температуры плавления кристобалита. Установлено, что продукт плавки кварцевого песка из исходного сырья Раменского месторождения отличается пониженной устойчивостью к кристаллизации. Аналогичные результаты были получены в [ 6 ] и [7], где в качестве исходного сырья для получения кварцевого стекла используются пески другого происхождения, вчастности кварциты месторождения Бурал-Сардык. Мы подчеркиваем в настоящей работе, что этот вывод справедлив для стекла, полученного из песка данного конкретного месторождения. Установлено, что продукт плавки кварцевого песка из исходного сырья — кварцевый песок месторождения Раменского — отличается пониженной устойчивостью к кристаллизации. Основными кристаллическими фазами, обнаруженными в кварцевом стекле, синтезированном из данного сырья, являются кварц и кристобалит. В плотной корке на поверхности слитка («шубе») было обнаружено от 10 до 12 % кварца, содержание кристобалита в корке не превышало 2.0 %. Минералогический состав большинства исследуемых образцов кварцевого стекла, очищенного от поверхностной кристаллической корки, представлен чистым кварцевым стеклом. Кварц и кристобалит не были обнаружены с помощью РФА и микроскопии в большинстве исходных образцов. В тех образцах, где присутствие кристобалита было установлено методом РФА, петрографическое исследование подтвердило зарождение кристаллов на посторонних примесях. Выводы Основными кристаллическими фазами, обнаруженными в кварцевом стекле, синтезированном из представленного сырья, являются кварц и кристобалит. Изучена кинетика кристаллизации кристобалита в кварцевом стекле из раменского песка. Получены зависимости изменения линейных размеров образцов кварцевого стекла в различных режимах нагрева — охлаждения (скорости нагревания 2,5, 5 и 10 °С/мин). Скорость изменения линейного размера и абсолютная величина усадки растут с увеличением скорости нагрева. Величина усадки уменьшается с ростом числа нагревов и с ростом количества кристобалита. Специфика свойств кварцевой керамики в режиме нагревания — охлаждения определяет области ее применения для производства огнеупорных изделий. Смоделированы процессы разогревания — охлаждения для полученного продукта плавки кварцевого песка с выдержкой 1, 2 и 5 ч при температурах 1200, 1300 и 1400 °С для десяти циклов с различной скоростью разогрева 2.5, 5 и 10 °С в мин. Указаны возможности кратности использования изделий огнеупорной кварцевой керамики при различных температурах. Там, где необходимо многократная эксплуатация изделий, нужно использовать температуру не более 1100-1200 °С. В случае необходимости увеличения температурыдо 1600 °С возможно лишь однократное применение изделия. Список источников 1. Бессмертный В. С., Бондаренко Н. И., Бондаренко Д. О., Минько Н. И., Кочурин Д. В., Макаров А. В. Плазменные технологии в производстве стекла // Стекло и керамика. 2019. № 7. С. 3-7. 2. Пивинский Ю. Е., Ромашин А. Г. Кварцевая керамика. М.: Металлургия, 1974. 264 с. 3. Kolobov A. Yu., Sycheva G. A. Quartz Glass Obtained from Ramenskii Sand on Dinur Plasma Torches: Features of Crystallization on Polished Surface // Physics of the Solid State. 2019. V. 61, № 12. P. 2359-2362. 4. Колобов А. Ю., Сычева Г. А. Особенности кристаллизации и свойств кварцевого стекла, полученного на плазмотронах ОАО «ДИНУР» из кварцевого песка Раменского месторождения // Физика и химия стекла. 2020. Т. 46, № 3. С. 281-290. 5. Будников П. П., Пивинский Ю. Е. Кварцевая керамика // Успехи химии. 1967. Вып. 3. С. 511-542. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 1. С. 234-239. Transactions of the Kala Science Centre of RA s . Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 1. P. 234-239. © Сычева Г. А., Колобов А. Ю., 2023 238