автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.11, диссертация на тему:Бесфтористые титановые эмали

РГ6 од

- 7 ИЮН 1933

ДНХПГОПЕТГОЗСЬК^ тШ-ЗЕШШТЧВО 1НСГИ1У7

>

Нэ ггрэвзх рухопжу

саз. 291.5: ces. 293. ъг?.

клумешо CBIT.'A'ÍA КРПЕНЛ

G5.I7.II - Тох::о«.опя си-икатлкх та тугоплавких

А 3 Г О ? Е О Е ? Д Г ^еортзц! ! нз з;;ойуття нэуксвэго ступок я хзнякгэтз техн!ч>пя наук

üi: пгспотгсбськ 1993

Робота вккон&на на кафедр! хШ1чно1 -технологи керам:к! та скгл Лнхпроп-тровського х ш!ко-техко.таг 1 много ¡кституту. |

КаукзЕий кер1ЕНик - до-сюр 7е>:н1чн1:х наук,

п?с*есор Б1ЛК2 ЯК!Е 1ВАН03ИЧ

ОфнЦальк! опоненти - доктор техн1чни>: наук,-¡1 рофесор

€>.<ельякоь Б. М.

кандидат тгхн1чк/.х наук, доцект Иг.емлншкоь У. М.

• Вздуча органззашя - Нэвомоскэвеький груСнкй завод

З&хист з!дбудегься " " 1993 року в го-

дин на гаС1данн! спгщзл!зованнс1' Бчено'1 ради д 068.14. Об при ЮПвському пол1техн!чкому 1нсгитут1 (252055, Кк'1В-56, проспект Перемоги, 37).

3 дисергац!ею мокка озкайомктись в б1бл1отец1 ;нституту.

АЕТорефзра? роз1олакий К(>1/'1И%' 1ддз р.

Вчен/й сегаетар спец1&лизовано5 ьчено! ради,

кандидат ?ехн1чних наук, профеоор Крутдицька В. Я.

А Н О Т Л Ц I Я

Дксзрташгна робота присвячонз розробщ нагого титу таганових емадеа з иондаэнокз текпэратурою нагказленЕП с до 300°Сэ, то но вмицйють токсичних компоненпз.

3 што» одеркзкня легкоплавстп йегфгсрастих тктановт емалэг буян проввД8Н1 досл!нтаннп стекол натр! гборосш! кзтнп! систзии як оснози для синтезу вкззанкх еяал&2, а такс;:: вшиву окрених компонент! в на влзстквост! доел! дтгх Фр:гг та покритпв.

На основ: резулътат!в робота синтезозан! бозфторкст! ■пгганов! емал!, що ошгэвляоться при 780-800°С 1' в!дп03!дгать вкмогам до господзрсьхо-пэбутовлх вкрсхЯв. Розроблеш емал! випробувая! в промисловосп 1 впровадаен! нз ряд! завод! в по виробницгву газова! апзрзтурм,

Автор захш>ае:

- результата ексгарикентальних досл!даэнь областей схлоутворення та властивостей стокол в багатокомгажентюк боромшкатниг системах;

- законом!рност! зм!ни властазостей в!д зпм!чясго складу бззфтористик титанам!щуючих стокол та екзлэз;

- особливост! будови доел! дккх стекол та гокретпв по даяим 1К-шзктроекоШ I, термограф! чного, рэатгеЕофазсвого ! электронном!кроскош чного досл!даены

склад та технолог!ю одержання легкоплавких безфгористих тигакових емалвй, првдатшя для нанвеення на стзльн! вироби шпкерним 1 елэктроствтйчшш способами.

ЗАГАЛБНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТЕ. • ' •

Актуальн1сть проблема. Стальн! емальовзШ вироби на основ! покривних титанових емалей иироко використовукггься в упорядавнн! жигла, промислових, мэдичних та !нших споруд. Титанов! емал! мавть !стотниа кедол!к -вы!цуоть значку к! льк! сть токсичних, еколопчно пшдливих сполук с до 1СРО.

НаяЕН! боофторкст1 енал1 погано не знашли и;фокого вихорлстання в тфокисловост! чорез висок! температуря варки с 1350°&> та вкладу покрштя сеСй°0, що обмовлва кшш 0Езрговитрзти 1 таяоблення вирой!в. В ав'язку з цп;.! одна з актуальнее задач б технологи емзлзовапня катал в - да проведояяя систв&штачши дослшзнь по бхззчонпз ФЮ1{ко-х1м1чакх властааостой безфторкегкх тагановюг емалэвнх стекол 1- роэросм;а на- и освов! понритпв для виробзв господарська-побутсвого призначення з поежзнол тсалзратурсв наплззлзння с до 800? Сэ.

Моте робота. Розробка складу та технологи здэрканая логяспяавких безфгористах титанових еаагва да. стальних вирой!в.

Для досягноеея поставлено! коти необидно будо БИрИаКП! так! задач!!

-обгрунтуЕоти та провзсте вьгИр базовых стзкол для синтезу дагкоплавкик бвзфториспэ- -гаганових ©налог;

-дэсл1дихи вшив д!оксиду, тагаяу на ф1зз1:о-х1шчн1 1 сгшпн! властивост! базоаих боросияшатвкх стокол р:зно! КНСЛОТЕОСТ! , встанозити природу ГЛУВШЬИО! фазу;

-ПрОБЭСТИ комшшсн! дослшэеня СМ!ни структура 1 ссноБнгк' влаотивостей тотенвш иуючих омзлевнх стекол та пократав при ввэдоннг в !х склад ряду модк^куюгкх I склоутЕоржкгснз оксид! в типу к2о, ко, к£оэ 1 (гог;

-эиявнти можлиз! сть глуш еяя базовик боросхийкатшз стекол, за разеунок суницркня процесса лисвацп та кртшзэцП, а такса отк-пзвци умов IX проязлэшгя;

-сиатоаувати лэгкоплавк! ббзфторист! титанов! смял! з вгданиш властивостями;

-П1д1 брата * е^йктролхти, що сприятлизо вгшвзать на властиБост! шл!кэру та поь-ритгя;

-оптиш зувата параметра технологи одержання покрал! в э стаИлыпжи ф! зкко—х!м! чнкми властивостями на ОСНОВ! синтезованих легкоплавких безфторжггих титанових емалввих фрьгг.

" Ооковл! ютода зссл1даэнь! ф!зико-х!м!чн! властивост1 досл1дш£ стекол ! покрэтлв назначали по загальноприянятии

методикам.

Структурш доел!даеннл ¿калэззих стекол шпсонувах.1 па установках:

- даривзтограф! q-I500d система О.Паул!к, I.Паул! к i Л.ЕрДвI;

- MíKpocKont ЕБМ-ЮОЛ методом регшк;

- спектрофотометр! МК-20 в д1зпазон! частот 400-1600

смТ1:

- рентгенодафрактометр! талу ДРОН-5.-

Кристал! защ ану зд1бн!сть стекал та емалег вивча.® пол?терм!чнкм методой в град!ентя!й печ! в I нтесзал! температур 400-900°С.

При пойудов! дзаграм типу склэд-властквост! викоркстовували сйшлекс-рзш! тчаст! плани.

Наукоза новизна робота. Визначена моншш!сть склоутворення" при понижения температурах сI25Q-I28G°C:> в ВЕЙраНИХ областях систем: fJaa0-B203-S102; N»a0-B303-Si02--T102-Zr02; Na20-Ba03-S102-Ti02-Al203-P20s ПрИ КОЯЦеНТрЗЦ! I стут 1 дал! * 1 частки насов1>: Naao ю.о-эо.о; вго3 ю.о-

(30.0; AI_0_ 2.0-6,0; SiO_ ЭО.0-80»0¡ TiO_ 0-21,0; ZrO_ 2 3 2 - 2 2

0-4,5; Р£Од г.0-е.о.

Виявлен! законом!рност! зм!шг ф1зико-хШчни£. властивостей як в!д сшвв!дношення "вказатсс компонент!в, так 1 в! д природа тэ к! лькост! додатково введения оксид! в иго. кго, Mgo i саО; biдзначена взасмозв' язок цих властивостей э коорданац1йним станом бору,.

. Показано, що в присутност! тю2 до 21; ai2o3 до 4 та мдо до 0,5 и в базових натр!гборосил!катяих стеклах мае м!сце нааширша температурна область IX тонкодисперсно! об'емно! кржгтал!зац!1, що сприяе висок! й .покривност! емзлевих покрщпв та стабхльност! б!лого кольору. ,

Спекгралькими досл!даеннями виявлено, що чистота кольору тиганвм идущих емалевих покригпв залешть тс в!д кислотно-основних властивостей емалевого розплаву, так 1 в!д температур« випалу склоемалевого шару.

Встановлено, що введения в досл1дауван! стекла з

ПОНИЖеНИМ BMÍCTOM В2Оэ ОКСИД!В А12Оэ C4JO , p2os сг Ю, МдО

cQ,5sо, Cao с0,4.5-*-о, ado u2o J к_,о замхсть n*2o cl,5 I в1дпов!дноз внзивае проявления Л1Кзащ1 в розплавах.

В результат! комллексних дослгдкень одержан! емааэв! гокряття о температурним 1нторвалом випалювання 740- 820°. Визнзчен! огтмальн! умови кристзлгзацп розроблешк емалвя при 12 терм!чша обробщ. Показано, що ввздэння при помел! лэгкоплаветгх бвзфториотюс титановых Фриг таких електролшв як амонт í нэтр!Х мол1бденовонислий, ватр!й азоткокислий сприяе позсрзщзнв» огггичши та кол!рних характеристик покритпв.

Новизна «сладу легкоплавких безфторнстих 'тигановзи емадоа захицеза авторськига св1доитзаш сдав, список ПублШацдо.

Практична значения робота. Синтезоваио нов! лэгкогиавк! безфторист! титановi ©мал! для стал! з температурою випалу 74D- 820°С» met характеризуються високими коефшкштачи дифузного с83-85>о та зеркального в!дЗиття с 62-65-0, достатньою 31М1ЧЕОЮ ст!як!сто с0,06-0,09 см3/г>. Бызначено технолог!чн! параметра is варки, одеряання шл!кар!в та кокржгт! в,

Розроблан! емал! прошли уешшн! вкпрсбувашш в умоваж ькробницгва емальованих вирсб!в ка заводах Дзльногорська, Волгограда, Волжська, Мшська, Бреста, Да! пропотровська-, вони впррвадаен! у виробницгво,

Апробац1я робота. Основе! результата робота допов!дались на II конференцп молодих вчених х!м!чних факультетов PHI i ДНУ с Рига, 1987э, IX наукових читанняг с Белгород, 18873, наухов!я нарад! "йарост!хк! покриття для стал! на ochobí бвзфторжткх сил!катних емэлеа"- сЛэинград, I987J, Всесоюзна' науково-техн!чн!й , нарад! "Стан ■ та шрегйктиви розвигку. емальованого устаткування, .-лого виребницгва I ексшу,атац1 гм' с Полтава, - 19б?з, Всасоазн! й наукови ; нарад! "Ангикороззйн!' склоемалав! . „ пощжгтя" сТбШс! Д988>, рэспубл1каяському сем!вар! "Впровадаевня в виробницгво 'та ' буДШМЦТВО прогресианих йуд!вэльних катер! ал1ви сКи!вД98й>, II Всесоюзша парад! "Будова, властавост! та застосування фосфатшх i халькогешдних

¡текол* с Рига, 1990?. Е.есоюзШй нэукоэо-техн1чк!х шфэрекцп "Пзрспектжш напрядал розЕигку науки г -ехнолоП! силпсатних тз тугоплавких нэкатзлевкх катер! зл!н" Днтропетровськ, 1991?.

Пу&пжадИ. По тем! дисзртацп опубл!ковано 10 !раць, сдержано 2 авторських свшщ-ва,

05*см та структура дпсертЕцП. Дксертащя складасться з ¡ступу, огляду лператури, кетод!В досйдаезня, рззд!л1В кспэриментально! частини, вжобничкзс випробуваяь озроблених екалез, основних бксновк!в та додатк!в. Бонз ккладена на 200 сторпшах мзаиаогисвого тексту, вклачае 52 исунки, 35 таблиць. Список використанои л!терзтурй включзе 04 вашенувэння праць В1тчизняних тэ заруб! шк автор!в.

0СН0ВЮ1Й ЗМ1СТ ?ОБОТК

Розробка легйошгавкях безфтористих титановых емалея ях нтикорозишкх покритпв для вирой! в господарського обугового призначення е актуальную задачею, рипення яко! озвешггь гидвидити як! сть емальозаних вирой: в та знизитк IX эб1варт!сть, а також зшншиги к!лы*лсть ншдлизеос. иод! в в атмосферу при гх виготоазенн!.

Серэд вгдомих безфтористих титанових емэлея окрем! !х хлада багатокомпонентн!,' деякл вмицують дорог! I токсичн! толуки 1 тому не знэходять практичного вккористання.

Авалгз складу титанвм!шуючих емалей, . що якористовуються для одержання б! лих склопокрипчв, идаггь, що базовиии для IX синтезу е стекла системы ' 'го-в2оэ-51 ог. Значяа р!зниця хшчвих склад! в базовюс ■ гекол багатьох в!домих титановых емалей, засерв'даних в ■ зтирьох областях концентрат якого трикутника ср-.:,;.1?, 5умовлюе в! дмзнн! сть 1х ^:зико-глм!чякх властивостей, жзначеяня та температуру оплавления заглуиэких жригпв. Область базових склад! в фторвшщуючик ' I ¡зфтористих.титанових емалей обмежена такими.концентрациями

1Н0ВНИХ КОМПОНеНТ! В СИ} : На20 13-го-, В2Оэ 23-40; 20-53.

Враховуючи в! дом! залежност! координат I бору

31 д хшчного складу, структура анюнво! сгтки 1 в'язкостг розпяавш боросил!катких стекол виниклэ необх!дн!сть досл}дяення склоутвореняя в указан!я облает! системи при зндаенда температурах плавления шихт з кетою пастушого синтезу легкоплавких безфтористих титановкх змалей.

Рис. I. Облает! складу базовик бороетшкатяих стекол титзнових емалей

Склоутворення в доелгдауваша облает! системи ыа2о-в2о3-з! о2 вивчэдосъ шляхом термообробки шихт при 1250°С протягом во квшеин. Выб1р такого режиму обумовлэний технолог! ею одэржання _легкоплавких безфтористих емалеа. Одержано стекла з р1зним ступеней проплавленост!, заглушевотг! I кольорових вздамншв. Дослали! стекла спочзтку тдцавали досл!да®нню на схяльн!сть !х до кристал!зацп при температур! 750°С, яка даавувалась як оптимальна дяя випалу легкоплавких безфтористих титанов!® емалеа. Встановлеио, що вс! есдарикентальн! стекла ка

схилън! до грубо! кристзл! '.ащ! нэб!ть при триваЛ!й китриш! с60 хв.э.

Враховуючи одоржш дзш, для нзстушпк досл!даеяь

бут вгйрзн! стекла, склад як:« сСмокзно концентрат яки

ОКСЦД1В <-Я>: 10-4-0; 5Юг 40-53 I 23-40. ВЗЛТО ДВЗ

базових скла з р!зним сшвв!дкошзнням склоутворюмчих оксщув вго3 I' 31 ог та «ода$1кзторз каго стаблЛэ, що в!,лр1зняотъся

Таблица I . Х1М1чниа склад скз та властквост! базозкх стекол I покритпв

Компонента I властквостI I сэр!Я II сэр! Я ■

31 о2 40 49.3

аг°э 40 га.з

ЫагО 20 22,4

Иа О/В.О. 3, 62 0,90

2 2 3

В_0„ ,зю._ 0,83 0.49

г зу г

с во.1/1 во з 4 3 1 ,13 1.53

ГКЛР, а-107. Град""1 87.£ 94,2

ТИР, °С 353 370 '

В0Д0СТ1ЕК!СТЬ, см3/Г 33.82 13,13

Коефиивнт дзеркального в!дбиття

СКЛОПОКрИГТЯ СКДцВЭ,^ 43 , 54

Коеф!щент дифузного в1д5иття

склопокриття сКДВэ,^ 70 70 •

координац!йлим станом кэтюну в + в стеклах 1 вшитом гого нз шцнють зв'язку юн! в в зз: снн! г спи? стекол. Це вигвэло 1нтерес до встановлення залежност! властивостей: ' б!льш склад?-!« емалевих стекол в!д типу I к!лькост! введених в них ргзних компонент!в • .

Д! оксида титану та циркон!ю вводили в досл!дк! стекла зверх 100 у. в к!льксст1 в!ДПов1Дно 0-21 и 0-4,5 ч. концентрат ю глушлышх речовин вкйирали з врахуванням IX вмхсту в промислових емэлях 1 вшшву вэ в*язк!сть розплаву.

Доел: даення склоутвороння, кристалл зацшю i зднйюст), CTpyirrypT/. стекол дозволили встзнсвитп, и,о нав1ть при максимально К1льх0<лт дюксэду тагану, кргюталк лого практично не вкдаляються в стеклах серп II з менилм bmictoh борного анпдриду с2£.,а-°; значка яркстал1 защя тю2 мае mi cii$ б стеклах езрп I з б1Лъзс;о kijílkictio в_,о3 аоо. в стеклах, е;о вмхшують zrо.., гл.У^Ш1я 1х проялясться слабо с рис. 2э . Рентгонофазов'.г«; аналг зом зстзповлоно , що головпод кркстад1чною фазою в термосброЛйэнкх стэклах с ругал.

V ш

г,а,?

í i;

1ГТ

!ПО ¡Í

j JÍ

14

и . <■»

< 3

л-т-

3Í

Рис.2. Кржталхзащкла зд1бшсть дослхдаих стекол: аз I capí 1; 65 II cepi i

(5[~ кристальна корка;

|рЯ- об'емна кристал!защя títлого кольору

об'сине глуиНшя з игагшм або С1ро-жоатим

В1ДГ1НКОМ;

13 ~ передглуашня темяоеивього кольору.

.Даш ф1зшш~х1М1ч-:тлх властивостек стекол та оппгчгпас характеристик покригав показали, до основою для о,держания базфггористих титаноЕых емалви кожуть бути лиае стекла з максимальном глушшняы, що вшщують с-о-. к» о 16,5-18,5; в„о 23,5-33,1: яо ' 33,1-40. tio0 16,5-17,3. Осноаш

с. о с * cj

BJiacTHBocTi цэт стекол i покркгпв хзра:стсризуэться ■шаии величина;«* ТКЛР с82,5-88.9э •ю^град"1: ТПР 5,10570° С; розт!Чи:сть 24,4-32,3 мм с при ЗОСРСз; КДЗ 77-02'-; и ЩВ 55-57х.

Враховуючи подсстатньо високу ximmy стш<!сть склофркт та Hoctíxi дкють одергшня покритПв з задэюй«1 оптичяжи блэстизостями, булс дсцмгьним ветления дп ряду КОМПОН8ТГП в• сяржгглтво впятзктх на ькзззщ а&кгтивостс тэтанових скалов: оксид в элкулшв i фосфору, мзгнПз i кальщю, а такой полтлушюго ефекту.

В стекла I cepli фосфорита анпдрэд i оксад алкмппп вводили зошсть бсрдого анпдрэду, з друга i - зверх 100 ч, a х1лькоот$ до 6 -i. Варку стекол вели црк температур! 1250°С ярстлгом 45-ео хз.

Структура! досл1даепня егссперимзнтглшк стекол показал', що з наедзенян p¿°s до 2 ч. мае шецз з?<115?енпя lx хрзст.экгенового каркасу та ввд;лэння кристадгв тю2 у виглящ анатззу. 3 введениям в бззовт стекла А1г°3 утзср:ооться практично piBHa к1льк1сть кризтзл1в рутияу та оязтазу срис.Зэ. Структура! зм!яи в досл!дикх емалэвих стояла? масть вщиэ кз характер гагвыноеп аластивостег в1д 53 х1м1чног'> складу, Встзновлйно тдзетзштя хгулчжн CTÍSKOCT1 фрэт с до 3,07 см3/гэ I ЗНИЖ0Ш1Я P03T14H0CTI розшэвта с до 17,5 ммэ при вводенн! в хх «слад оксиду алюмшю. Пря цьому посилюсться об'екно глушння стекол.

Оксид к:э фосфору в кхлькосп бгльке 2ч. визивао Т1лыси. повзрхЕову кркстал1эащю досл!дякх емзлеалх стекол, мало ачпгез розтгппсть розгиэвт та водостш«сть фрит; емал! СХКЛЬН! ДО npof -¡ЯОННЯ КрЗМОВОГО В1ДГ1НКУ локрнггл. Оптимальна ылъкн > А1г°3 с^ч.з i pgos ейч.эв склад! досл1дятос стекол ^ээть можлиз!сть одержат« лзгкоплзвШ бозфтористг титзно; 7 екдопокриття з высокими показцикамн опгичшгх сКЛдВ 63"г, C5D 80~82;о та як!сних характеристик.

Для ДОСЛ1ЯЮНШ1 впливу Mgo i Cao були ПЗЯТ1 СТОКЛа на

осяош склад1в,^1 сергя I cjtl2p> sto2- 33,1вгоч~гэ,1;

MagO-ie.'J; TIO -17.3; AlgO -4,0; II COpi Я CjfáM Si O -33.4;

BL.O -<?2,1; Na.O-17,4; TÍO -10,4; Al _0_-3, 7£3; cí i d. L: 3

I * >1

» * « 1 м а

¿г

А4 '

» *

55 г5

5 20

сГ

Рис.3, рентгенограмм дослццшх стекол 1саз £ Псбэ сер!й з добавками а!2оэ 1 Ргод: а - рутил; < - анатаз

А - а1г03; р - р^од; т - по.,.

pEo5~i,ss з оптимальною концентрацию ai2o3 та наявн!стю в одному з них фосфорного гнп дриду, ■ В дослгдя! стекла ВВОДИЛИ 0,5-1,5 Ч. МдО гбо 0,15-0,45 Ч.СаО. Виявлэно, ¡до щ оксида спрятать змщнеяню структурно! с!тки скла. Рентгенофазовим та едектронномкрсскоШчним досл1даеннями стекол otíox cepia выявлено тревагу глупильно! фази в форм! РУТИЛУ при ВБвДОНЕ! ЯК Мдо, так I СаО.

3! структурными особенностями вказаних стекол узгоджуеться 1 skiна и $1зкко-х1м1чних властивостеа стабл.Ь. Кр!м того, виходить, цо в стеклах пэршо! серп

/

Таблицн 2

Властквост! доел!дних стекол

Номер склэ

Концентрат я добавок,*!.

Влзстивосп

МдО СаО

Т1Ш> а град""1

ТПР, с

l1 capia '

fi58

550 548 552

551 555 550 550 555

552

II сер!я

ВОДОСТ1 -4>03TlxI-

ЙК1СТЬ,1Н!CJb с при см /г 800a С> ,т

§зих

61 82 63 84 65 бв

67

68

70 91 '2

73

74

75

76

77

0,5 1.0 1.5 1.0 0,5

0,5

0,5 1,0 1.5 1.0 0,5

0,5

0,15

0,3

0,45

0,3

0,15

0,15

0,15-

о.з ;

0,45. 0,30» 0,15; 0,15

77,6 83,2

32.8 82,2

81.9 79,5 73,8 85,1 84,4 82,8

аз,7

90,9 87,5 66,3 89,9

94.8

84.3

87.4 88,1

88.9

535 552 558

560 558

561 564 570 568

562

4,57 4,29 3,82 3.41 4,18 4,09 3,91 3,05 4,28 4,03

0,97 0,81 0,84 0,44 0,53 1,18 0,82 0,92 1,09 0,88

18,0 20,0 с;

'/'i , Ü 2с50 20.5 19,0 17,5 20,0 25,0 25,5

18,5 -24,5. 25,0 26,5 22,0 21,9 22,0 21,0 20,0 20,5

монша спостср! гата роззирення облает! об'емного глушння при максимально добавках cao. одаак при цьому т. эявдяеться жовтиг В1ДГШ0К склошару, «но св!дчить про ввд1-«ня б!льа крупнкх кристэл!в тюг в форгп рутилу. Добавки мдо вязиваотъ Об'СККО ГЛУЗПЛЕЯ скла 3 КОЛОЧЕО-61ЛИМ В!ДПШСОМ, зле в вузькоку температурному ¡нтервзл!. Б стеклах друго! серп введения дослздаувзних оксид: в сприяс об'емному глушняк) з темножовткл в1дг!нком, пркчому кальц!йвм!щуюч! стекла втрачаютъ блксг.; мае «ецэ зарухання поверхн! в 1нтерзал! температур 740-800°С.

Вотановлеко вплиз лужноземельних оксид! в ! на оптичнх властивостг емалевих покрягтга. МапИйвмилуюч! покриття с до 1,5 ч. мдоэ маять хорош! заглушенють та блиск скоефгщент дзеркэльного В1дбиття складае 58?¿>. Добавка cao по'пршуе як!сть склошэру сзжтауеться блиск до 45я, а б!жзна до 75». В зв'язку з цим для наступних дослздаень були вибран! енал! без caoi з мадами добавками мдо.

Вшив пол! лужного ефекту на ф1зико-хзм!чн! властивост1 доел!дних емалевих стекол .та оптичн! характеристики покритт!в доелгдаяували при частков!гг замш n*2o на li£o i к£о стеклах ЛМВО i 8В в К!ЛЬК0СТ! В1ДП0В!ДН0 0,5-1,5 I 1,5-4,5ч. Експэрикентально встаяовлеяо, то оксида л!т!ю i кзлпо покрашують розт!чн!сть безфтористих емалевих стекол. Л1т!йвм!щук)ч! стекла с б!льш ст!йкими до вклужування у вод! с0,58 см3/гэ H1W кал1йвм1шуюч! с0,73см3/г:>. Досл!даення кристал1защано1 зд!бност1 показало, до * в стеклах з ni двкценкм bmictom борного авпдриду при введенн! оксида Л!т1м . область ■ об'емно1 у. ^стал!зацп розширюеться, змицуючись в сторону б!льи низьких температур с 470-480°С:>. Оксид кзлио змениуе область об'емного глуш!ння, . шдвищуе температуру початку кристалл зац! I до 590°С. При сушсному введенн! лужних окевдгв спостер1гаеться широка область глушння стекол с450-?40°Сз. В стеклах з меншим bmictom в£о3 сна основ! стекла Л6&> введения оксиду кал!» в к!лькост! до 1,5ч.. визивае об'емну кристалхзащю в !нтервал! температур 555-800°С, а з! зб!льшенням йога концентрат I до 4,5ч. ця область звркугться сб50-720°Сз. Добавка оксиду лтю в д;

гмалев! стекла спркяе розаирэнню облает! кркстал! зац! I с 5Ю-75С°С:>. Широкий температурам! !пТ0рвал глуапння стекол спостер!ггсться при концептрацП к2о 1,5 ! иго 0,5ч. 1 обиануетьоя тегаэратураки 550-820°С.

Структурн1 ЗМ!НИ СТОКОЛ, 0буМ0ВЛ8Н1 частковою зам! ною ма,о на и2о ! кго, вшивають па огггачш характеристики одэржаних пакритпв. Ыдзначэно, що джавмигунч! покригтя каать високай кооф1щснт дееркальяого в!д5иття сб0-67?о, шдвижений ступ!зь глушпшя сНДВ=80-8&о, пояжкену темпэратуру оплавления с760°С>. При введены! оксиду кал! и ¡Ильи 1,5« проявляемся на покрягг! с!рия вцгпнок, тдалдуеться температура випалювазня до 800° С та зкэншуеться коеф!щент дзеркальнога В1д5ютя склошару до 50^.

Експеримонтальн! дан! дозволили встановити позигивну д!ю пол! дужяого ефэкту на властшзост! бвзфтаристих титанових оналэа. При розробц! такого типу емалея доц!льно вводити Ы20 1 КгО Е0 б!ЛЬШ 1,5«.

В результат проввдвних досл!дконь вкбранг край,! емал! :тзбл.&>. Покритгя на !х основ! наш' понинену тегатаратуру випалу с740-780°Сэ , высок1 коеф!тента дафуэного с82-83>о I цзоркальвого < в!дйиття.

Таблица 3

Х1ШЧНИ2 склад синтезованих оналза, ^

Номер емалх аог п„о а з Т1°г /аг°э Ма20 ка° рг°а МдО

127 164 40,8 38,0 24,0 20,7 18.!:. 16,г: 3,0 5,2 13,0 14,& 1.0 1,8 2,5 4,5 1.6 1.2

Дослгдкення по в: ливу шихтового смэду сприрода та {!лькост! борвм!здючк.. матер! а л! в,. а таком иаявн!сть зкйслювачзэ I режиму варки стемпвратури 1 тривалостп на зластивосп емзловых стекол та покритлв дали моншга!сть »становити,' що борний анпдрид дощльио вводугга в шихту 5кал1 164 двома видами сировкшн матер!ал) в - буро» сристалхчною 1 борзою кислотою при зм!ст! 3-6 ч. сел!три

натр1ево1. Варку стекол сл!д проводит;! при тейпэратур! не вито 1280°С, до ззбезпочуе хорошу стушнь г эплавленост! емал!, II однор!дн!сть та високу ¡щльшсть покр тв.

Вивчекням вшгаву електрол!Т!в на як1св! характеристзки покритпв вкявлено, що натри! або амон!й нол1бдеяовокксли£, натр!я азотнокислш сприятливо диоть як на технолог! чш параметра сшкерш, так 1 на властивост! покритпв: лэгкоплазк! сть, температурит® 1итервал стаб!лькост! опгичних характеристик, якють емалевого кару.

Розроблен! легкоплавк! безфторист! титанов! покриття широко вкпробувак! в виробницгв1 при емалюванн! деталей газово! апаратури пшкернш I порошковим електростатичним методами на заводах Волгограда, Дш пропетровська, Бреста та 1ш!.

Варку емалег зд1йснювали в обертових емалэплавильнях печах перюдачно! дП р!зно! мюткост! при температурах 1250-1280°С протягои 2ч 20хв. з наступною мокрою грануляц!св розплаву. Емалев! покриття на основ! синтезованих легкоплавких ббзфггористих тигэнових емалей вийалювали в 1нтервал! температур 780-820°С. Х!М!чна 1 терм!чна ст! йк! сть, механ!чяа м1цн!сть покритпв в!дпов!даюггь вимогам стандарту. По оптичнкм показникам екстариментальн! екал! не поступаються фторвм!щуючим.

Розроблен! емал! захищен! авторскими св1дощвами I впровадкон1 на заводах по виробницгву газово! апаратури, забезпэчуючи хорошу як!сть вироб!в, экономно влектроенерпI та охорону навколишнього середовица..

ВИСНОВКИ

I. Експериментально визначен1 облает! склоутворення в системах Ка£0-Ва03-310г; Ыа О-В^д-БЮ -Т10г-2г0г; ма2о-вго3-Б10г-Т102-А1203-Р20Б при понижвн1й температур: с1250°Сэ, вибрано ! обгрунтовано склад базових стекол сыа2о

"10-40; 510£ 40-70; Вг03 20-50Х Э ДЛЯ СИНТвЗУ ТИТаНЗМ! ПЦПОЧИХ П0критт!в;, ВИКОНЭН! Д0СЛ!даеННЯ IX ф!ЗИК0-Х!М!ЧНИХ

властивостей.

т 15 -

2. ВСТЗНОШШО . ВДЛНВ ОСНОВВИХ ГЛуШЛНШЗС рэчовин CTiOa i 2го2э на властивосп натр! вборосил! катти стекол р!зно! кислотност2 > Мэтодом , ректгонофээового анэл!зу виявлвна природа кристад!чних фаз, ад вздидлиться при глушит! лбгкопханккх 6s^jT0p3tcTiK тиганЕмиуточих омалоя; з1дана-чено сп1 в J сзувзння двох кристзл!чних фаз дюксэду титану -рутилу i апатазу, ¡до згбсзпо'-уа вясскэ заглу&'оняя склоаару з

pi ЗНИМ СТУЕЗЕЭМ б!ЛИЗНИ,

На основ! аяал!зу екстрикеетадших та литературкжс дзшх вйбрана область дзгкошввюах йазсвих емзлэвщ

ctokoхсгй: ма20 18,3-10,3; sg03 25,3-33,1; skx, ээ,1—10.7; тю„ 1(5,5-17.5.

о

3. Еизчонпям вшашу оксид!п алхмШа 1 фосфору из зм!ву влзстазостйй йозфтсристах тигазБМЩуючиз: еналва показано, що оптимальна к!льк1сть м.2сэ <4--о i Paog с&о ззбезгачус одержакня емаловж сократив з высокими показгассамл оптичшгх та якютах характеристик.

4. Елзктроннсшкросхошчним та рзнтшюфагопим досл!ду шенямн виязлэно иэхашзм глуа1шя легкоплавких баофтористха тигановж <шалэа, со базустьсл на сполучзшп явищ шкролигаацп стекол t об'смяо! ■ тсккодисязрсно! кристалл зацП д! оксиду титану.

5. Естакоалэяэ необх1дя!сть вводэшш в практява склад легкоплавких бозфтористзя титоноеих смалох оксиду мэгп!а CI.5SO да одорнзяия скжнгсиритлв з достатпьсэ розт1чп!ста, ишчнов ст: каста, заглугош сти та розс:-*ропоя облаота Об* СМЯ01 кркстэл!38Ц11.

8. 3!дзвачэяо, ¡до эяикэзе» тешзратури оплазлвквя емазьовогс покртта, шдвкдэнви його заглутання, 6tлкзяи та блют покрггдж) зпичяо? ст!йксст! безфторкспя татаявгк цуячих фр>гг сприяв пооитибиз д!я пшалушого ефэкгу пр: вшет! u.ao t к2о до 1,5м.

?. Розроблопо л т-юплавк! безфторист! тигазсш емал!, як! в!др! заняться в!д Dtдогпсс тдвиззвзки томизрзтуртм

—Т —1

ксефПЦ сигом лШйеого розширэвня с 00-853 -10 град ! розт!чагстю сзз-40,5ksp, понижено» тэмпэратурои початку розк*якпання с 520-555°Сэ ссгга ззбозпэчуэть одормаяня

емалевих покрыт в в темЕэратуряоку иггорзгл бютзлу 740-820°С з хорошие?. mi снами показнишш, за:. угон! сто» текгарзтурним 1нторвалок стасяльно! сИлкзеи ео-83°С, БКСОЮМИ КОбфШ! «ТОКИ Азэркального с 60-6550 тз дафуЗНОГО <SQ-8&o Ы&хгтя.

8. виявлевс ефектиэгигй вплив на шдаидэння 61 лизни ! стаб1льност1 колгрних характеристик легкоплавких безфтористиз тетанових склопокриглв елэктрол!тов: вэтрза або амошю мол!бденовокислого, натр!» азотнокислого, кал*¡о хлористого по 0,1ч.

9. Лабораториями та промисловими дрсл1деешши вхдпрацьован! оптимальн! тешератури варки с I25Q-I300°0 i випалу с 740-820°G5 , синтезованих легкоплавких безфтористм ткганових емалег. Разроблен! емал! широко вкпробуван! в промисдовост! при 1х нанесенн! пшкэрним та порошкозш елоктростэтичнкы методами ! впровадкеш на ДШпротатровському,

Волгоградськоку, . Брэстському та 1вших заводах газово! апаратури.

• Освоений ЗМ1СТ дасертацп викладвно в таких роботах:

1. Исследования по синтезу бесфгористых титановых змалаа /Иономарчук С.М., Баринова С.Ю., Белья Я.И. //Вопросы химии к химической технологии. - Харьков: Вица школа. 1987. - С.84.

2. К вопросу улучшения химической устойчивости бэсфтористог титановой эмали /Белый Я.И., Баринова С.Ю. Пономзрчук С.М. //Состояние и шрспективы развития эмалированного оборудования, его производство tí эксплуатация: Тез. докл. Всесоюзного научно-технического совещания. - М., 1887. - С. 81-82.

3. Легкоплавкие бесфтористые титановые эмали для газовых шит /Баринова С.Ю., Пономарчук С.М., Белый Я.И. // II конференция молодых ученых химических факультетов РПИ и ЛГУ: Тез. докл.- Рига, 1987. - С.83.

4. Легкоплавкие титановые эмали для стали, не содержащие токсичных фторидов /Баринова С.Ю., Пономарчук С.М., Белый Я.И.//Ускорение научно-технического прогресса в

лрохьзлоянсста строигголкзых мзторквдов я стро11гэльноя vraycîpisfr Тез. докл.Всесоюзно® ксгфореяцки, - Г&лгород, Ш7. -С.42.

5. B^icop истые тнтзксвыэ стеклогокрагг/я для стали

/йоясхзрчух С.М., Бедка fi.И., Кзукекко С.Ю. //Внедрение :< производство л строительство прогрессивных ссрспельных «атсу/элов: Тез.докл. Всесоюзного научно-тсхау-чоского соззщэмия. - Роэно, 1890. - С. 16*1-165.

с. лсслддсзаниэ фос^орз.зомэсодарнгпиг стехол для сяггоза легкоплавких бесфгор/.сткх таганозшс эмалеа /'Нэу«-эпко O.S., Белья Я.Я., Позохэрчук С.М. //Стрсеш®, cyiûîc гзз х прагенэвхо фосфатных, фтсрвдньас и халъкогенидаьгх стекол, Рига, 1220. - С.125.

7. А. С. 13(о8487 с СССР? МКИ С СЗ С 8/08. Эмалевое покрытие /Г..л.Белка, С.М.Понсмзрчук. А,П.Козлова, С. S. Баранова, Л.С.Сердех. -опубл. в Бй, IS88, #Z.

Q. к.С. 159580? tCGCJb, УНИ С 03 С Й/С8. Ймзль /Я.И.Зельгг, С.М.Пснсмзрчук, С.Ю.Наумекко и др. - опубл. в Б:-:. 1ээо, дзз.

9. Исслэдсззнйг сзс-гств босфгсриетых тэтановых эмалей з »ЗЗИСИМОСТИ от СОДЭрЯЭЕИЯ TiOg,' Вг03 И А1аОэ /b-j.vo/iKo О.Ю., Понсмарчук С.М. //Перспективные направления развития науки и технологии силикатных и тугоплавких неметаллически материалов; Тез. докл. Всесоюзной научно-технической конференции, Днепропетровск, 1991. -С. 126.

10. Влияние Егихтсвого состава л режима варки бесфтористоа титановоа эмали "э ее свойства /Понсмарчук С.М., Кумекко С.Ю., !Г" -злова Л.Г., Юрнозскзя Л.А. //Там жз -Днепропетровск,дЫ. -С.118.

j

15.04.ЗЗ.С2К83 2С^Тарон ICO экз.Ротапринт ДШ.