автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.11, диссертация на тему:Полифункциональные стеклокристаллические покрытия по керамике на основе системы CaO-MgO-B2O2-SiO2

• • харкгвсьш жтавния пошшкнш унзверситет ' ' l'/l

- Ь (MP 135g

На правах рукошсу

Федоренко Олена ЮрИвна

ПШШШОШЫЙ СКДОЖШСТАЛГШ ПОЙРИТТЯ ПО KEPAÎJiro: НА OCHDBÍ СЙСТЕШ CaO-llgO-B о-SÍO,

2 3 2 -

05.17.11 - технолог 1я сил1катних та тугоплавких. неметал1чшп магвр1ал1в

¿вторефэрат на здобуття наукового стугоня кандидата чехн1чних наук >

XöpxlB - 1995

Дисвртац1вю а рукотшс.

Робота виконана на кафедр1 технологи керам1кн, вогнегрзв1в, скла та емалей Харк1вського даркав-ного пол1гб1н1чного унЗварситйту

Науковий кер1внЕк: - доктор техн1чних наук.професор

Рщенко Михайло 1ванович

0ф1д1йн1 опоненти: - доктор техн1чних наук.професор

Неишоренко евген Петрович

- кандидат техн1чних наук, доцент Салтевська Людмила Михайл1вна

ПровЩна оргш1зад1я: - Науково-дослИший 1нститут

буд1вельних матер1ал1в та виро01в, ШяЮтерство црошс-ловост!Укра1НИ, ыЛМв

Захист вШбудеться " бе резня 1995 р. о 12 год. на зас!даш1 сшц1ал1зовано1 вадно! ради Д 068.39.04 при Харк1вському державному пол1техн1чному ун1врситет1, 310002, м.Харк!в-2, МОП, вул. Фрунзе,21

3 дасертац1бю ноша озяайомиишя в б1блзотец1 университету. Автореферат роз1сланий " 8 " ДЮТОГО 1995 р. '

Вчений секретар спец1ал1-зовано! вчено! ради

Грянь ГЛ.

ЗАГМШ ХАРАКТЕРИСТИКА РОЕОЗИ

Акт?зльв1сть. Нвзважаючи на велшу р1зноман1тн1сть 1с-нувчих у наш час глазурниг покртт1в (у тему чнсл1 для буд1-вэльно! Ksps'.í 1кз), практично вс1 вони маоть вузька сгоц1аль-нэ празначезня: терйчно er.iBcl, snccocriííi-d, zImIseo витри-вал! та 1н.Нёй6Ьтызз розповевдвбнши сарэд покщтт1з ссешЛ-ЧНОГО прйэначешя S ШИПЯЩ, Í3CÍ MlCMTb у СВОЖУ С1СЛВД1 гоо-тродеф1Еатн1, а 1еод1 i токсичз1 заглушувач! (сполукя bi.Zr, . si, ? та 1л.). • _

'TôXHaiortoal процеез ряду галузей прожслоЕосг1 в!дбу-вакгься nps одзочасному вшив! becokoï температура, тиску , агресазних еерздоЕид, абразивного зносу та 1нтенсивного вп-прсШшэашя. Взкоргютшна трэдшИйЗх складЗв полна для захнету керам1чзих конструкций, як1 лращгэть в íes утоваг, е глалоеф-зктЕЕШг/ЬПз стзвнм>, перед катер 1алсзнавш"1 складну задачу .qtopsshtoî глвздвек шкритт1в, як1 поаднуагь лек1яькэ црсф1жятах влас";зост8й, но дозволить н1двтдш1 доэгсз!ч-HicTb :сера:г1чних козструяцК в енладвиг указах експдуатЕпП. Защщнг прокеоу в- фундажнтальни галузяд зари в Tsuspic-иШ час Бначнз ноплрнлнзь тлозлееост! -отрз-лання г,етзр1ал1з, пе1 tsmsb ZQmssm Шшк влэстнвозтей. В якост1 теш, îssro-plaolB ввдонгз 1нтэрзо шигзешгь шаокр»!?ал1®1 шгоотя на основ! скла, но с!яал1зуе?ься.

Як ЩШЕЗЛО, КЗрКЙЧН! брЗЗвЛЬН! .КЭТврЮШ ЯК ПСбуТОВО-го, тек i спеШадшого щнгзачеша, етчяс2*шгьсг ва езнго-¿ories. яка бззусгься нз нвЗл1,щгг яггояу час

coksrpjbsnhï sœs2 ? довгзв!чнэ sa яе:1с::з ггсэт*'"1я значно остззутаьея. Iis , sïïsss3sîs" задэту озрггасп hse есг-хггзЗз да ¿ппгзазнзх 0р;!нэльш^ па™ер1гл1в.

" 3" шз'с::^ з кс < проблема розрейя crtrsicprorajií^nx го-íteestíb, по мзкгь zessesac вясоши. гезн1шьз2йглузгап32нзг неказЕлк1зсд!Г1 Ec-prslsEsr гиробЗз Essucíaroro еешяу кзбуьав cccdiEsnorD ппгчгнгя. ; •

Мета робота.. ваяшеясне. взр1н£ння проблема етворзгш пал1фупщ1онзльких - скяоз^етал1чня2 глазурнпг ткдеттЗв прз ёаезскаоиу. внкорггегаза! .сароБннннх раоуроЗз. ■

У зв'язку s шел булз поставлен!. так! задач!:

- шзначити облает! !снувакня склад 1в, so мать схйлъ-EicTb до оЗ'е?.яо1 креа/алйацП едолук.здатних забезпэчити шкрнттш влсок! увхШго-вхстуаушШв! кяавшвоот!;

- БстазовятЕ законо:л1|£ост1 npouaclE склИитоутЕоран-ня на ecîz етахгаж : Сзор,ирування полпв; вивщхтм ыоышвосг! _отрззглання с1твл18оваао1 структура покрнзт1в в ушзаж- швщ;-kícshs pansais вишу: '

- - внзяачЕти взаенозв'язок vi;:: стрдаурсш; та вдаскшо-оиощтИв для .oETi:.ilsauii • £1"1чного сгладу шхшв ïa розроЗ;ах рац1опального шпалу; . • •

-аанагн лрактжчы! рекскендзцИ но вжориетаню ' розроб-лэшх сяшглальшх складíb пол®ршц1онапьЕих локрж1в у виробннщгв! лшювальни буд1вёлыщг: матер!ан!в.

Еаукоза шв-лвка. " ¿оказана коашвЮза синтезу сило-крастзлШях полив ва шшшЮвш! passai ешш^ на основ! ciicïe:,2i cao-Eso-B„o„-sio„ вляхш CSOPOBSHOÏ-

2 3 'лй

тал1оацП д!опсзду, тз& аадаз- яокржгеж! .ш-шхако впоо-вш: 98ш1чшх ía лдкоъая-шлх влаоЕхвостей; Естапозлза! Еаксно:л1шост1 ®азоугворзшя на bcIz егешя спн-гезу imqca?-эЗв у взаг1,:озБ8йзку в й- о^укгурнзз особгшоса'шп га encazyaïajilHsci хбрзщрлвгпжз*

р-;уота в. сязкеп! щшоэ! резулшж» попзгйз в •

- учесíib в-язз?езощ1 арос&эп, ргжлзнрпг в длозрта-

aiï:

- (кн2э8 0escsjl0îasi4ss£ еэлзз s3 !сндгзес1 -кзеодшп

«га saecöaci огрс;,Е23г. скя<ЩЕ8$гд1чак Ka^spíssíB; шаяЗз pssyabfûïîD ДООШЁЙШЙ '^елю-логинз.,, eiœffigiSîCEîSES se 50шрз522Н2Х BJiacïEBocïeîi сйзгезоваЕаг полпз; •

- рсзроЗкг asa скледЗв Kissypsor-o сака,ло дозвмдагь с-гтегла^и с^о*яксгед1*н! • вощитед в пзйн:1сно?о е> яглу;

- БЕвзення npoaeclB силЗквт эушворонзя на soir' езгпах cHHs-ssy nœçpsrïia: досафсеннятшз Kpsosailaeidl д1ошзпду пш: nsssKicHOivy внпал!;

- участь у швч0ш1 Т9хн1чних та онсштуатацИЛних вла-стивостэй отриманих склокристал1чних полев; створения рац1-онально! технологи одеркання полЗфрокцЮнальних' покриттЗв:

- участь в нашсанн! отатт! та заявка на винах!д:

- участь в оевоенн! доел1дно-яромислового виробництва розроблених нокритт !в по керамШ.

Обгрунговая1оть 1 достов!ря!оть наукових рэзультат!в та висновк1в роботи пШвердауеться шкористанням сучасних взаемодоповнюших ыетод!в створення та дослЗдання сшЛкат-них тугоплавких нештал1чшх матер1ал1в, зоирэма понрзттЗв по керамШ.

Практична ц 1ш1сть. Розроблено склада закрнстал!зованнх покротт1в, як! не м!стять сшц1альннх катал1затор1в крзста-л1зац!1 1 одерг-саних по технолог!!, що базуеться на евддк1с-нн2 ренимах вшалу з температурою формируввнни 850 -950 °С. Нов! покрэття пол1фувкц1ональн1-за ' властивостями ( зноео-ст!йк1, TepMocTlfiHi, х1м!чновнтрнвал! ) та прикачен! для внготовленш як1сшх лаишзльЕих катер!ал!в; кр!и тога.вош ко^уть викоршзтовуватись для заззгсту кэрач1чних внробЗв та констругаЩ, що прзцшють в зюрстких умовах експлуатаШ. За р!шш технЮТх та експлуатацЗйшх властнзостеа нов! глз-зурз! пофзття по ряду - похазншсЗв горевагсавть 1снувч! та конадрутаь з 55а<гэр1аж2.ш клас^ снтал!в. '

ПублЗдецЦ та Епроб8д1я тюботп. За -"т'шоа дисбртацИ опубл!кован'о 8 науксЕпх роб!т. Одержано авгорсысе свЗдоцтво на вшах1д. Натер1аля дисертацМно! роботи доклздэл:*сь та обговорзвадясь на ; ВеэссюзнШ. • конфэренц!! "3!йпко-х1м!чл1 проблэмн матер!алозяавства та нов! технолог!!'' ( Белгород, 1991р. ); Всесоюзн1ч школ!-сем1нар! "Нов! технолог!! та сб-ладнавня у виробннцтв! керамита" ( Москва, 1952р. ): М!гна-. роднШ науково-техн!чн1й конфаренц!! пРесурсогб9р1ГЕЗЧ! те-; хнолог!! буд!вельниХ" матер1ал!в, виробй та ЕонструиШ" ( Белгород, 1993 р.)..

Структура 1 обсяг роботи. ДйС9ртац1я кшадеаа на 1^8

cToptHKas кашюшсного те кету; асламаеться s встуцу. литературного огляйу, експерзкенгально î чгс-иаи, списку л!?ера-фурн la î9ÊEsÈ;,iSHyaaEb its додзтка; що кЮТвясь докуманти про освоения вщюбшцтва розрооязнш; ш:окр2стал1чни1 полез; Ед1щуе рнсунк1в та iÄ чгбяшъ.

оашш шшг роботи. '

У всэдой обгрунгозана актуальз1сть, a îskoe наукоза i „ врактлчно BaiwEBlcTb шкнь, як! мдадазть прзллет вквченал

EIOSpiSIlltEùï pOÖOTK за С£Ор'ЛуЛЬОЗЕЕЗ i3?ß Д00Л1Д203Ь.

1. 0?m Мтеуа^г?-: ".-а шятррщ

Д03Л1?Г~ЭЯЬ.

Pcsnsssysl ¿iït'pjîïjTSi JG»?£S3 црпевстеп! оашу c^aonrrc £ЗСЛ1К22Ъ в sssposf ШЗробГСи ôKKCnSôJ&EÎSHEZ ШЕ$т35 по гзрьпШ. шакр-зеязно учений estoja скерэвзво! к^ксгз-МасцП б галузЗ. розрабы! noKp;ïïîb, щсезд-ш! osssasi гео-Р052ЧЫ1 ШЖЗ-ПЕЗЯ крадесйгзШ ïa пЗдмдг

HOÏ 7l,:iï ccbíkksez *гтар1елЗв, по екледкзгь ^орзЕтчну nit; sr-xssisi дзоорзвдЗйа»! раже. Взгшовлэаадо : ' - с bs&öIifj "Еершгекгнвза-з s

тозюг s ору cspxiCHSE ßKsasls eKxoraceïciiîsisj: палев, во r;e-кгь ь::со:%1 is ^2;.езрат;лно-ф1з1-я-

- ■ si властнвостЗ.;

- навэден! seal по шккзэ кргст-0л1з£цП .структур: fa ВЛаОТИВОСТЙ: скла KÎSÏ cncîGi: бХеюсеться до досл1днэеь»ко векнувалась ее п&яеэвдто: огешшл для oi-cpoïsz вузы-xs

- дан! про ^азоугворзгня в долнваг, хапсталХчна Фаза ŒS3 наведена сюФсатага гедьцЗй га Karata, Еедостатн1:в1д-сузшз 1Ефор:,;ли1я про оземзльн! <шЗвв1жнозэвня кошонезтйг для уй'ворзння jatlcHKS подЕв в mropsœypaoay Знтервал1 850-550°С;краствл1заи1я п1рокоанозо! фззн в irosas ЕКЩ5с1ен'о?о

■ вэпалу практично нэ началась.

2. Meтоди доолЩбнь та сировинн! матер!али.

Для проведения експершентальних досл!джень використо-вували сировину: крейду збагачену Бзлгородського родовща, каол!н Просян1вського родовща, глинозем твхн!чний Г00, кальц1н!ровану соду, поташ, пЮок Новосел1вського родовща, Т9хн1чшзй магнезит. Синтез фрит здИснювалн шляхом сплав-лення шихт у ciniroBlít печ1 з витринкою щи максимально температур! 1300 °С протягом ojmieï годани. Подиви вигото-вляли мокрим помолом до зашшку на сит! 0063 - 0,10 %.Шл1-кер наносили на плитки методом поливу. Зразки випалювались в лабораторий; сШтовЗй печ1 га в прошслових умовох, як по традиЩйним, гак i спец1альним режимам.

Терм!чний коефШент л!н1йного розширення вим1рювався д1латометричним методом в 1нтервал! температур 20 - 400 °С вШовИно до ГОСТ 10978-83.

Зд1бн!сть до крастал1зац1! полив вивчалась п1сля термо. обробки в град!ентн11 печ! в межах температур 800-1100 °С 1з витршиов скла на лодочц! протягон 15 хвшшн.

М1кротверд1сть покрнттПв визначалась на м1кротвердом!р1 ПМТ-3 шляхом вим!рювання розм!ру д!агонал! в1ш!ткя.що зали-шавться п!сля наткскання на поверхню покриття алмазно! nlpa-м!ди з кутом м!ж граня?.«! 136° п!ц вантаком 200 г.

Знооост1йк1сть визпачалась методом зменшання маси при стиранн1 навантаженого зразка в1шов!дно до ГОСТ 6787-80.

Х1м!чна тривал1сть визначалась за порошковим методом ПО вШошвню ДО 20 % НС1, 2Ы IJaOH, 2Й NaaC03 та Н20 (ГОСТ 10134-83).

Терм!чна ст!йк1сть визначалась вШовШо до ГОСТ 614282.

Ксеф1ц!ентн дафузного та дзеркального в1добраяення ви-м!рювались на фотоблиском1р1 ФЕ-2.

Лер1ватограмн шихт та фрит зн1мали в 1нтервал1 температур 20-1000 °С на дер1ватограф1 систем Ф.Паул!к, 1.Паул1к, Л.Ердей.

Рентгенофазовкй анал!з полнв здШшювали на дифрактомэ-

тр! ДРОН-ЗН.

Ш-агектра зн1мали на щщад! ш-Ю "Карит Цейс йена" за стандартною методикою б д!ал8зон1 хвиль 400-2000 см-1.

микроструктура иару подиви вивчелася за допомогою ун1-версального шляризац1йного м1кроскопу М1-26 на пол!рованях ш1фах. та в 1мэрс1йша р'1динах Ш-1.

ЕЕСокогемюратурнв в'явШсп розплавЗв визначалась за дшшого» ун1Б8рсального в1сноз1м8тра "Сарэтов-2М".

Елентронно-м1кроскоп1чн1 дослЗдаення структура покрит-т!в зд1йснювались за допомогою электронного м1кроскопу БШ.-2 методом вуПльяих релл!к.

3. Синтез поливного скла та одориання склокрис-тал!чних покрнттЗв на йога основ!.

. Для доопЗдаень у систем! 0а0-м§0-В20э-3102 було вибрано область склад1в, яка внаходиться у межах поля кристал!зац!1 д!опсиду та твердых розчш1в ряду д1опскд-воластон1т, д1оп-сид-протоенстат!т. Пя область розтаяювуеться близько до ев-тектики 1 в облает! метаетаб!льно! л!квац!1 (рис.1).

Основою для розробки акла, яке швидко кристал1зуаться, для одераання цокритт1в на баз! вказано! системи е результата вивч8ння склоутворення в перер!зах, як! в1щюв!дають к1лькост! В20з -10,15,20,25 та 30 % при температур! 1300 °С (що в1шюв1дав температур! фритування у виробничих умовах). Встановлено мек! !снування склоутворювчих склад1в. Отриман! як1сн! фрити !з зменшеною к1льк1стю оксиду бора, що м1стять такок оксиди натр!я, кал!я та алш1н!я в широкому д1апазон1 склад!в (рис. 2).

Для мекових склад1в була розрахована термодинам1чна мошшв!сть утворення сполук, як! виникають в результат! реакцМ сил1кагоутворения при нагр1ванн! початково! сум1ш1 в 1нтервал1 температур 800-1300°С. У шихтах з пШищеною к!льк!стю кальц!ю найб1лып можливим е утворення метасил1ка-ту кальц!ю.у мага!евих шихтах - ортосил!кату магн!ю,у каль-ц!й-магн1евих -д!опсиду. Склада було умовно розпод1лено на три сер!! за типами сполук, кристал1зац1я яких найб!льш в!-

Область складов, гр досятддувались в~ систем!

■ СаО - MjO - 520з -SÏO2

В2°3

МдО

:i - серхя I, П - copia 2, Ш - cepin 3. Рис. i

рогАша а готаг вору термодннам1ки.

Для вир!шення задач! прогкозування крзстал1чно1 зд1-бност! полив встановлено! облает!, розроблена обчислюзальна програма розражушу коеф1д!ент1в, як1 найб1лъш повно в1до-бракають л1квац1йн! та кр2стал1зац1йн! властивост1:

- /д1 - коефШбнт зв'язност! крешекисневого каркасу

скла, со розраховувався за методом Х1гг1нса та. Сана:

- - який^ запропоновашй А.А.Агшеном для оц1ннх

структурного стану 1он1в алш!н1ю та бору при сп1лш1й црясутносИ;

- Нцр- коефШент прозорост! ( по У.Д.К1нгер1 ):

- К—- коеф1п!ент кристал!чноет1, який е вШошешям

оксид1в, да утворшть найб1лып 1мов1рн1 а точки зору терможнамШ кристал!чн! фази, до оксида , що входять в ыатрицнз скла, запропоновашй наш.

Викорисганш розрахункових.показшк!в для оц!яки структурных особдивосгей полив до цього часу знаходило заетосу-ваннл гЛлыш в технологи скла. Вкиеаннянаш даного методу при проектуванн1 полив дозволило лропюзувати гашли глазурного скла, що мае високу кристал!зац1Ёну зд!бн1сть та уточнит область для подалышх дэтальних досл1д!в.

Практична вивче-ння зд!бност1 до кристал!зад!1 полив по-л1тврм!чнш методе»! дозволило эзнбрати склаж, як1 мали за-дов1льн1 тахнолог1чн1 та криетал1зац!йн1 властивост1, уточните температуря! мех! кристал1зап!1 та визначити х1м!чн! склада; глазурного скла, вд Юного до об'емно! крястал1зац11 при явддк!ешх рекимах. низькотемпературного ' випалу (таблица 1).

Досл1дк9ШЯ фазового складу покритт1в дозволило вста-новити шревакн1сть склад!в третьо! серп, що мЮтять п!д-вшану к1льк1сть моном Злерально! кристал1чно! фази - д!оп-сида. Ш свЮТть про перспектива1сть 1х використання для одершш склокриотал1чнкх покритт!в шляхом скеровано! кри-стал1зад11 д!опсиду. Область Юнування зазначених склад 1в показана на рис.2.

Таблица 1

Х1м1чжй склад сгаямальни заглушэних та закристалХзованиг покритт1в

Номер оеЕЙ:! Шифр-складу Зм1ст компонент1в, мае.Ж

1а3о као СаО 1!»0 во 2 3 ■"■о0» а э ЭЮ,

1 2-19 4,0 4.0 12,0 - 23,0 2.0 55.0

1 К 6,0 5,0 12.0 - 20,0 2.0 55,0

2 38-19 6,0 4,0 10,0 23,0 2,0 55,0

2 И 8,0 5,0 - 10,0" 20,0 2.0 55,0

3 22-14 4,0 - 12,0 10,0 1Г.0 2.0 55,0

3 18-19 6,0 - 12,0 10,0 15,0 2,0 55,0

15 8

Область склоут-ворення ( 1 ) та 1снування оют-иальяих склад1в склокристал1чних. покритт!в ( 2

Рис. 2

Подальш1 лоалШетя проводились з метою детального внвчешя процесу формарування покрягт1в, ко м1стять д1опсид в якост1 основно! крнстал1яно1 фаза 1 визначення оптимально склад1в та умов одержана? покритт1в. як1 мавть комплекс високях експлувтацШних властивостей. -

4. ДослЩешя проц8о1в фааоугворввня тв сгруктущ розроблених л0кщтт1в.

Застосування комплексного методу дослШень.який включав ЯГА, ЗНС, Ш, елехтронну мИфоскоп1ю та петрограф!*, дозволило визначига порядок зызн, що в1дбуваються в структур! розроблених покритт1в на ус1х етапах синтезу, та вега-ношти загальн1 ааксаом1рноот1 гриотал1вап11 глазурного скла д1опсидового складу, як1 дозволяють одеркатг ситал!зо-ван1 покриття в умовах швшк!еного вшалу. . •

Паралелше вивяешя процасОв сил1катоутворення при на-грЗванн1 безборно1 пиши та шихти.яка м!стить в соб1 бор, у межах 1000°С показало,пю при концентрат! Ва03 15-17 % э1н-бувавться наЕОЗльш ранне ЮТенсивда утворення кристал1чно! фаЕИ - дЮпсвду (що п1дтвердано данши РШ.

АналЗз одеркашх результата (рис.3 а) дозволяе сгвер-дкуваги, • що в проивс1 фритуващя розклад д!опсидопод1бноХ фаза. яка угвордаться у шихт! при температур! до 1000 °с,не в1дбуваеться. НаяшЮть на спектрах 1 рештеногра?лах |рот окрешх р8фл9кс1в,як! характера! для Подойду, свишть про Юнування у розплав! так званих сМотакснчних угррювань.

На Ш-сякктрах ®рити та покриття /рис.3 б) ч1тко про-ствгуетьоя полоса,то характерна для трнкоордшовашх атш!в ■бору, щжсутн!сть доз приводить до депол1мер1зац11 кретв-кискевого каркасу скла» Де проявляется в утворенн! л!ква-ц1йно1 структура, поява якр! е цередумовою 1нтвнсивно1 кри-стал!зац!1 на кеках роздодЗлу фаз." Наш встановлено, що для збер!гашя др1баокааедьно1 лЗдвацИноХ структуры у перед-криотал!зац1Ёзому пор1од1, шса дозволяв вдЗёсште некатал!-зовану крзсгал!з£ц1ю дЮпспду у вшшгано короткий час ( витража при максимально тешератур! 5-10 хвшин ), необидна концентрата оксиду бору не меня н!я 15 %.

1^8ф1чна ЗнтерцретаШя ввлеиностей 1нтеяснвност1 полос погланання групами [возЗ» Знтенсивноет1 характеристичшх п!кЗв дюшззду та к1яькосг! щистал!чЕ02 фази в покрнттях досить наочно 1люструе да псшокэеия (рис.4).

55 45 35

25 15 2 ©,град

л - дюпсид о - и,-кварц о - кристоба.. ® - групи [ВО,

!г

са х к Ч Сч

а

600

800

1000 1200

1800

-I

1- шихта, 1000 °С

2- фрита, 1300 °С.

3- покриття, 800 С

Довжина хвига ,см'

4- покриття, 900 °С

5- покриття, 1000 °С

6- покриття, 1100 °С

Рис. 3 Штр|х-рентгенограми та 1К-спектри глазурного скла 22-14 та покриття на його основ

со

Рис.4. Просторов! д1аграш валекностей 1нтенсивноет1 полос тоглинаяня ррупамиСвОд} <К), 1ятенсивноат1 характвргсиге-них П1к1в дЮпсяда (У) та кЗлькост! крютал1чно1 фази (г).

Максимальна к1льк1сть д&жоидово! мшом1нерально1 крзо тал!чно! фазг ( 55-60 % ) м1ститься в покриттях.теркооброб- . лених при 880-930 °С. Подальш п1дтшэння температуря та значив за часом витрнмка при температурах форлирування по-критт1в Ш серП приводить до збдлыпення розмХру кристал1в в1д 1-1,5 мкмдо 10-15 шм,зб1шшня кнькост! агдарфао! Фази, що значно пог1ршуе 1х техн1чн! та експлуатаШйн! влас-гивост1. Таким чшш, показана ыошшвЮть регулювання влас-тивостей глазурша покритт1в шляхш океровано! кристаШаа-ц11 дЮисяда прс зм1н1 параметра термообробкк.

• 5. Вивчення властивостей глазурних покритт1в оптимальвш: склад1в.

Еивчення основяих експлуатацМшх характеристик (ТКЛР, термост1йк1сть, ы1кротв8рд1сть, зносост1йк1сть, х1м!чва

рривал1сть по в!даоженшо до рЬзтх агрэсивних середовш ) гокритт1в оптимальних склад1в, експериментально п1дтверди-ио, що висок! показники 1х властивостей обумовлен1 криста-К1зац1ею дЮпсиду. ЛослШеаня впливу температуря випалу 1а вказан1 властнвост! св1дчить, що максимальний р1вень по-1аЕник1в досягаеться при тешератур1 випалу 880-930 °С, що юв'язано. 1з зб1льшенням к1лькост1 кристал1чно! фази та ут-аореяням високощЗльно! ситал1зовано! ' структура покритт1в.

Експериментальн1 досл1ди дозволять консгатувати, ио цостатня ступЗль закристал1зованост1 розроблевих покритт!в дссягаеться баз додатково! яшзькотбшэратуряо! витршдаз в аередкристал1зацЗЙному пэр1од! 1х термообробки ( як це вЗд-бувазться в технологи ситал!в). Збер1гаяня др1бнокапельно! л1квац1йно1 структура глазурного скла зд1йсншться лише в умовах динам1чного нагр1вання в 1нтервал1 температур 400 -850 °С 1з ШВИДК1СТВ 60 - 65 °СУхвил. Внасл1док ексгоримен-тальних дослШень ( 1з залученням терлогравиметрйчного, рентгенофазового та петрограф1чного анал1з1в ) розроблено рацЮналышй режим вшалу керам1чних вироб1в, який забезпе-чуе.отрмаяня високояк!сних полЗфунш1ональних покритт1в на ливдвальних буд1вельних матер1алах за технолог1ею. то пе-редбачае швши1сн1 режима низькотешерачурного випалу.

Пор1вняльне досл!дження найваюшв1шх техаолог1чнпх 1 експлуатац1йнях характеристик розроблених покритт!в показало, що вош по ряду показшк1в парэваааать 1днуюч1 в наш час поливи,як1 традицИно використовуються, та конкурують з ма-тер1алавд класу ситал!в (таблиця 2).

Таким чином, кошлексго досл1дашш фазових пэретво-рень, структури та властивостей покрятт!в оптимальних склада дозволило визначити параметра термообробки.при яких ут-ворюзтьоя найб1льш пошо структурно оформлена д1опсидопод1-бна фаза, що обумовдае високу закристал1зован1сть, формиру-вання однорШо! др!0нокристал1чно1 структури та максймальн1 показники властивостеЯ.

Розроблен1 пол1функи1ональн1 склокркстал1чн1 покриття оптимальних склад1в пройшли апробащго в умовах Харк1вського плиткового заводу, дб рекомендован! до впроваднення.

Теблшш 2

Властивост! оптшальних покритт1в, промислово! полива ШГ-10 та гагаала 240

' Найменування. . Подиви Ситал марки

параметра 240

22-14 EÎ-10

Максимальна температура ' варки скла, °С Загальна тривалЮТь фрз-тування, годин

Параштри тердообробки :

- теыгоратурний 1нтер-вал фор-яарування го-крита?1в,,°С •

- вдтримка при максимально тешюратурЗ., ЯВЕЛИН .

ТКЛР 10~\ град-1 , ТэрмостШХоть, °С Б1л1сть, %

М1крОТБ9рД1СТЬ, КГ/Ш2 Зносост1йк1сть, г/сма Х1м1чна тривк!сть:

- до 20 % HCl

- до 211 NaOH

1300 1300 1470

2 2 8

880-930 900-950 800-850

7 12 240

6.21 6,02 7.5

250 175 290

78 .80

880 576 850

0,018 - 0,020

99,98 - 99,93 99,08

ОСНОШ1 РЕЗУЛЬТАТЫ РОБОТИ ТА ЗАГАЛШ ВМСНОВКМ

1 .Створення склокристал1чних покритт!в для керам1ки,що поеднують ряд пЗннзх властивостей, в ванливою проблемою бу-д1вэльного матер!алозяавства. В1дсм1 метода отрицания таких покритт1в базуються на використанн! деф11отних, багатокош-товних та, у ряд! вшадкЗв.токотших матер1ал!в (сполук ы, 1т, И, РЪ, Ва, 1 та Шлих),перадбачають виооку температуру утворення роздлаву та довгочасн!сть крястал!зац!1. В зв'язку 1з змэньшешям запас 1а сировнвшх матер!ал1в .та повсиднш переходом на 1нтенсЕф!цирован! разима вшалу, pi-шення задач! розробки склокрисгал1чних шжритт1в набувае особлнву актуальность.

2. Одним з перспективных илях!в р1шення задач! створення пол1функц!ональних склокрястал!чних покритт1в е ске-рований сштез д!спишу. як основно! кристал1чно! фази, яка спромоша надати закристал1зованшш шкритгям висок 1 техн!-ко-експлуатацМн! показники. Одерхення таких полив можливо на баз! систем Ca0-Hg0-B303-Si0a щн т!й м!д1малыШ к1ль-кост! оксиду бору, яка забезпечуе температуру варки фрит 1300 °С та форшрування склокрисгал!чних покритт1в в умовах швидк1сного шгзькотешературного (до 950 °С) вшталу.

3. Вивчено умови еклоутворення багатокремнезем!сто! часиши скстеми Ca0-Mg0-B203-Si03 в перер!зах !з вм!стом Ba0g в1д 10 до 30 Остановлено мех1 еклоутворення при температур!, шо не перевшуе 1300 °С 1з витринкою до 1 години, як! в1дпов1дають прошсловим умовам в'технологИ полив.

А. Внасл1док математично! оцДчкикомплекса розрахун-кових показник1в, що характеризуют структуру полив, термо-динам!чного анал1зу нрогнозуешх склад!в та експерименталь-ного вивчення зд1бност! глазурного скла до кристал1з81Ш, були отриман1 склокристал1чн! покряття !з переванною наяв-hIctjo д!опсиду, як кристал1чно! фази. Доведено, що в прису-thoctI Ва03 утворення диояскда при н8гр1вана1 пох1шо1 су-м1ш1 вШуваеться при 01лып низьких температурах ( на 100 -150 °С ), His при нагр!ванн! безборно! ¡пяти.

5. ЗдИснено комплексна вивчення л1кван1Яних та крис-тал!зацЗйнкх процес!в, яке дозволило встановити основн! за-

Iß

KOHOMlpHocfi фазоугворення на во1х этапах синтезу покритт1в д1опсидового складу. Встановлено наявн!сть у фрпт! струк-турних угруповань, як1 додержуються особливостей будови д1-опсида, а також трикоордзшованих атом!в бора, ио депол1ме-р1зуготь крешекисневий каркас скла та сприяють угворенню др1бнокапельно1 л!квац1йно1 структури розшюва. Вищевикла-денэ б причитав ЗнтенсивноЗ .некатал!зовано! кристал!зац11 д1опсида, п12юшуе швидк!сть та зникуе температуру форшру-вання скяокристал !чних покритт!в.

6. ВнаслЗдок оптш1зац!1 розроблэних склад1в склокрис-тал!чних покритт1в встановлена м1н1мальна концентрац1я В20э (15-17 Ж), при якШ мошшве здШснэння процесЗв склоутво-рення та кристал1заи11 гокритт1в в заданих умовах. Рентге-нофазовим. петрограф!чним та електроно-м1кроскоп!чним ана-л1зами встановлено, то в покриттях оптимальних склад1в, як1 форшруються при температур1 880-930 °С, к1льк1сть криста-л1чно! фази знаходиться в меаах 55-60 %. При пьому розм!ри кристал1в д!одсида не перевшувть 1-1,5 мкм, що забезпечув однорЗдну др1бнокристал1чну структуру покритт1в.

7. Вишен 1 ochobhI експлуатац1йн1 властивост1 ( термо-cTlfiKlcrb,зносост 1йк!сгь, х!м!чна тривк!сть) склокристал1ч-них покритт!в оптимальних склад1в, отриманих в умовах роз-робленого рационального рвкиму термообробки. Встановлено,шо висок! показники вказаних властивостей забезпечуються зав-дяки тонкодисперсн1й об«емн1й кристал!зац!1 д!опсида в покриттях.

8. Розроблен1 склади пол1функц1ональних склокристал1ч-них полив пройшли промислов1 випробування в умовах Харк1в-ського плиткового заводу , як покриття для керам1чних лицю-вальних матер!ал1в, i п1дтвершли йожлив1сть отримання як1-сних вироб1в при пшдк1с1шх режимах низькотемпературного(до 950 °С) вшхалу, що характеризуются, завдяки покриттям,комплексом високих техн1чних, експлуатацЗйних та декоративних властивостей. Нов! склади пол1функц1ональшх склокристал1ч-них гокригт1в рекомендован! до впровадження на Харн!вському плитковому завод!. Економ1чний ефект в1д Ix використання складе олизько 1 млрд. 375 млн. крб. (в п!нах на 01.01.94р) за рахунок зшскення соб1вартост! полив.

Опубл!кован! робота за темой дасергацИ: 1. Ршенко M.I., Фэдорзнко 0.в., Л1сних Н.Ф. Щективна технолог 1я отримання пол!функц1снзльних склонристал!чшх покрнтт1в по дерамОД /УХШчаа щш1слов1сть.-1993.-2) v---.. с.18-20.

2. A.C. н 163S360 (СРСР). Глуха полива. /Ршенко M.I., Трусова D.H., Фэдорэнко O.D. та 1н./.- Опубл. в Б.Г., 1931, N 11.

3. Л1сачук Г.В., Урусова D.S., Олеф1ренко Н.Г., ®эдо-рззко О.Ю. ДсшЗдяевая лЗнвэцЗйно! структура малоцйрказ1а-

bkz полив.- В нн.: Тез1си доиоз!дей Всесоюзно! конферзнц!! "<2уняекекгзльз1 досл!дпеЕня та нов! технолог!! з буд!вэль-яшу :5атер1ал0зн9вств1и.- Белгород, 1539, с.S3.

4. Л!сзчуз Г.В., Трусова S.S., Фздоренко O.a., Павлова Л.В. ДсслШензя рол! яДкгаШйши прсцэсхв для отргг.жшя' гзавурза локггтт1з рхеного типу.- В кн.: Тез!сн допов1деЗ П з'2зду Кер":лчпо! Ойлзш.- Посте, 1991, е. 146.

5. Jisscyit Г.В., ¡Грусоза Э.Д. .бэдошшео O.D. Шдеззя-Е5 nHocGCTi£:ocii гдгзуршк пскр:17т!з иляхс^ втарзстг-шга прс;сшлогЕХ з!2Я>д1в.- 3 т.: Тез1с:: дсгоз!де2 Всосогзно! кок-1-зргнЕ11 прейл:::: п^язр&лознагетвз те нов! тегнолсг!!".- Белгород, 1S31, 160.

5. Pzresro U.I., Л1с2Ч~: Р..3.. Оэдорзнпо 0.D'., ?руео-га З.д. Е5с1Гф1:с-:оз1 глгсутп! пегфзтзя piEEoro езгзу.- В кн: Teslci iobbZ&Z Бсзее'зйсгэ rcoss-csriirspy "Ноз! гетоло-rii то облздшння ? гдообЕЗдтз! sspeeiten".- '¿boss. 1932, о.27-28.

7. Л1сзу:; Г.З., ©эдорзшео О Л)., Hji:ina Л.П. Влгегаво-ст! та csppvjrpa «вдц£во?ал1чвп5 шд^хтЗв из основ! спс-г<?ш осо-гдо-в^о^-зю, - В кн.: Тез1сн деяевШЯ НЬгерашо!

"PSCypSOSÖSplTGOTi Т32ШСГН 6УД1ВЭДЬДЕГ "ST3-р!алЗв, взрсбЗз та конегруиШ4.- Еслгсрэд, ¡S?35 с.52-53.

S. -рщенко ПЛ., ©здорсяко о Л)., Щукина Л.П. Прогнозу-веннй власявосзей пол!фуш:ц1оналъздх е;сшкр2стал!ш;зз: но-крлт?1з за дспсиогоа бой.- 3 кн.:Тез1си дшовИеЗ Ш::зарод-но! коЕферэкы!! "Ко:.лгв?ер: наука, техн1ка, техначогЗя, ос-э!та, здоров'я".- Харх!в-И1якольс, 1993, ч.Ш, с.из-144.

. 2В

Федорешо B.C. ШшфЕКЦионвльшв стеклокркетЕЛДЕчеекне покрытия по церЕшке на основе сиетеш Ca0-bSg0-B20a-SiC>2.

Диссертация на соискание ученой степени кандидат технических наук по специальности. 05.17.11 - технология силикатных тугоплавких нежеглаллтесюх материалов,Харьковский государственной политехнических университет. Харьков, 1995

Защищается 8 научных, работ (1 статья, 1 авторское еви-детелство и 6 тезисов докладов на конференциях и секшнарах, посвященных проблемам получения новых керашгаесках материалов. Разработана новая рациональная технология получения стеклокристаллдоеских покрнтий по керамике, обладающих, комплексом высоких технических,вксплуатационшх и декоративных свойств. Определены основные закономерности процессов си-ликатоскЗразования в системе CaO-b'gO-B203-Si02, позволяющие осуществить некагалнзированную кристаллизацию дипсида в условиях скоростных регзшов формирования покрытий.

Fedorenko 3.7. Politoicticnal glesB-criEtalllnB coverings oa ccrcrlco on ths basic ol ca0-l^p-B203-S102 systea. Thesis for a Candidate of technical degree, profession 05.17.11 - chemical technology of'silicate d heat-resistant non-iristallic vaterials. Charkov State Polltech.nl cal University. CharXov, 1995

8 scientific works (1 article, 1. authorship certificate and theses of 6 reports at Conference and Meetings „that deal with the problems of new oeramio materials) are being defended, national technique of obteining of polifmctional glass-crystalline coverings on ceramics posessing complex of high technical, operational and decorative properties is workedout. Hho nain principles allowing to achieve non-catalysis crystallization of diopsid by forming of coverings under conditions of highspeed kilning regime are determined.

Клшоз! слова : полива, скловр:стал1чне покриття, сиботак-сичн! утруповання,крзстал1чна фаза, ситал!зована структура.

Cw

LA