Труды КНЦ (Технические науки вып.3/2023(14))

Keywords: strontium aluminosilicates, X-ray phase analysis, temperature coefficients of linear expansion, density, Young's modulus, melting points Funding: The work was carried out within the framework of the state task for research in Institute of Silicate Chemistry, Russian Academy of Sciences (No. 0081-2022-0005 ), subsidy of the Ministry of Education and Science of Russia. For citation: Synthesis and investigation of physico-chemical and mechanical properties in the SrO-AhO 2 -SiO 2 system / E. A. Balabanova, N. G. Tyurnina, Z. G. Tyurnina, I. G. Polyakova // Transactions of the Коіа Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 3. P. 27-32. doi:10.37614/2949-1215.2023.14.3.004. Введение Фундамент развития техники составляет знания о свойствах материалов. В последние несколько лет существенно возросло количество изучаемых материалов, представляющих большой интерес в области разработки новых материалов. Эти работы включают как фундаментальные, так и прикладные исследования. Наибольшие усилия сосредоточены в области фундаментальных исследованиях. Разработка новых прогрессивных материалов, которые обладают специфическими физико­ химическими, механическими, термическими, электрическими свойствами, предопределяет возможность совершенствования конструкций различных изделий широкого технического профиля, а также повышению их характеристик. Конструкционные материалы в процессе эксплуатации могут подвергаться воздействию экстремально высоких температур [ 1 ]. Материалы на основе систем SrO-AhO 3 -SiO 2 (SAS), обладающие высокими температурами плавления, повышенной термостойкостью, высокой механической прочностью [2 -4 ], являются перспективной областью исследования. Целью данной работы являлся синтез образцов, изучение процессов фазообразования, исследования физико-химических и механических свойств в системе SrO-Al 2 O 2 -SiO 2 . Р езультаты исследований В данной работе методом твердофазового синтеза (ТФС) в системе SAS было синтезировано 14 образцов, часть составов которых лежат на секущей через соединение Al6Si2O13 (муллит), а остальные (№ 10 -14 ) имеют стехиометрию, отвечающую тройным соединениям в бариевой и стронциевой алюмосиликатных системах, взятых по соотношениям SrO:Al 2 O 3 :SiO 2 : 1:1:2; 6:9:2; 2:1:1; 1:1:1; 3:3:2, фазовой диаграммы системы SrO-AhO 3 -SiO 2 [5], химический состав которых представлен на рис. 1 и в табл. В качестве исходных реагентов использовали SrCO 3 , A l 2 O 3 и SiO 2 марок «чда». Для гомогенизации навеска с исходными реактивами перетиралась в планетарной шаровой мельнице Retsch PM 100 в течение 30 мин со скоростью 350 об/мин и спрессовывалась в таблетки диаметром 1 см на гидравлическом прессе при давлении в 4 т. Спрессованные образцы обжигались в муфельной печи Naberthem Top 16/R в корундовых тиглях при температуре 1250 °С в течение 12 ч. Идентификация кристаллических фаз в синтезированных образцах проводилась методом рентгенофазового анализа (РФА) на дифрактометре ДРОН-3, с помощью базы данных порошковой дифрактометрии PDF-2. Данные РФА (см. табл.) свидетельствуют об образовании в синтезированных образцах кристаллических фаз, удовлетворительно соответствующих триангуляции, представленной в работе [5]. Исключением являются образцы 8 и 12, в которых зафиксировано кристаллическое соединение Sr 4 AhO 7 , отсутствующее на фазовой диаграмме SrO-AhO 3 -SiO 2 , по данным работы [5], но присутствующее в базе данных PDF-2 и на фазовой диаграмме тройной системы в работе [7]. Образец 9, содержащий в исходном составе 90 мол. % SrO, при последующем хранении на воздухе, взаимодействует с влагой, образуя гидроксид Sr(OH) 2 , который и регистрируется в образце 9 при рентгеносъемке. На рис. 2 представлены дифрактограммы синтезированных образцов 10-14. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 3. С. 27-32. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 3. P. 27-32. © Балабанова Е. А., Тюрнина Н. Г., Тюрнина З. Г., Полякова И. Г., 2023 28