ТОМ 96, № 10 (2023)

Синтезировано новое жаростойкое полифункциональное покрытие на основе стекла в системе BaO–B2O3–SiO2, обеспечивающее защиту деталей из коррозионно-стойких сталей от высокотемпературной газовой коррозии при температурах до 900 ?С. Синтезированное жаростойкое полифункциональное покрытие обладает повышенной устойчивостью к высоким температурам, высокими диэлектрическими свойствами, в связи с чем является полифункциональным. Высокий уровень свойств обеспечивается за счет композиции на основе тугоплавкого стекла и введения активатора сцепления.

Проведено сравнительное исследование возможности управления средними размерами наноразмерных порошков диоксида кремния и оксида алюминия, полученных методом испарения электронным пучком, пирогенным, жидкохимическим и плазмохимическим способами, посредством их выдержки в диапазоне температур 800 – 1300 ?С в воздушной атмосфере. Оценка средних размеров результирующих частиц проводилась из измерений удельной поверхности по адсорбционному методу Брунауэра–Эммета–Тейлора (БЭТ) при температуре жидкого азота. Кристаллографические параметры в обработанных порошках оценивались с применением рентгенофазового анализа. Показано, что соответствующим выбором температур и исходного порошка можно реализовать близкий к заданному средний размер частиц в результирующем порошке и фазовый состав.

Методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) были получены композиции СВС на основе системы Si3N4–Yb2O3. Синтез осуществляли в атмосфере азота при давлении 4 МПа в реакторе объемом 30 л. Масса загружаемой шихты составляла 3 кг. Установлено, что количество оксида иттербия в шихте оказывает влияние на температуру горения и фазовый состав продуктов синтеза. При увеличении доли оксида иттербия в шихте содержание ?-Si3N4 снижается, а вторичные фазы представлены четвертичным оксинитридом иттербия кремния и дисиликатом иттербия.

Исследовано влияние спекающих добавок на основе оксида магния MgO и оксида кремния (TEOS) в концентрациях от 0,02 до 0,10 мас. % и 0,2 до 0,5 мас. % соответственно на микроструктуру и оптические свойства керамики состава Y2,82Yb0,15Er0,03Al5O12, изготовленной из порошков, синтезированных методом химического соосаждения. Результаты исследований продемонстрировали, что введение спекающей добавки на основе MgO в керамический порошок не оказывает влияния на его фазовый состав, структурные и морфологические характеристики. Показано, что для керамики состава Y2,82Yb0,15Er0,03Al5O12 наилучшее значение коэффициента оптического пропускания было достигнуто при температуре вакуумного спекания 1800 ?C и концентрации спекающих добавок 0,06 мас. % MgO и 0,3 мас. % TEOS. Определено, что механизм спекания керамики Y2,82Yb0,15Er0,03Al5O12 зависит от соотношения спекающих добавок MgO и TEOS.

На основе такого недорогого минерального сырья, как перлит, был синтезирован непрозрачный стеклокристаллический материал, содержащий в объеме наноразмерные кристаллы волластонита и геленита со средними размерами 100 нм. Исследованы фазовый состав, микроструктура и прочностные свойства материала. Изменения состава и размера кристаллических зерен, вызванные варьированием количества катализатора и содержания кремнеземa в исходных смесях, позволяют управлять физико-механическими свойствами полученного материала. Высокие прочность и твердость позволяют использовать этот материал для защиты от высокоскоростного удара, в том числе от пуль стрелкового оружия.

Рассмотрена возможность применения кварцевых песков месторождения «Ойнакум» как перспективного источника высококачественного кварцсодержащего сырья для стекольной промышленности в целях получения более высоких марок стекла. Изучены химический, гранулометрический и минералогический состав кварцевых песков Ойнакумского месторождения, получены высокие концентрации кварцевого песка с применением различных схем обогащения.

Проведенные экспериментальные исследования и практика показывают, что основными дефектами труб с эмалевым покрытием являются шероховатость внутренней поверхности трубы, наличие мелких пузырей, слоев макро- и микротрещин, которые значительно снижают срок их службы. Рассмотрена проблема возникновения дефектов эмалевого покрытия, разрушающих целостность эмали. Причины этих дефектов связаны с неправильным выбором технологического режима при нанесении эмалевого покрытия на внутреннюю поверхность труб. Выбор технологического режима при нанесении покрытия зависит от геометрических размеров и технологических параметров труб.
Известно, что неточное выполнение технологии нанесения эмалевых покрытий на внутреннюю поверхность труб приводит к образованию микротрещин. Учитывая это, основными задачами проведенных исследований являются автоматическая корректировка параметров технологического режима устройства и настройка системы управления для предотвращения образования микротрещин при нанесении покрытия, усовершенствование автоматического регулирования процесса.

Представлена оценка эффективности многостенных углеродных нанотрубок (МСУНТ), покрытых бинарным оксидом магния и алюминия, в качестве армирующей фазы в керамической композитной системе из алюмомагниевой шпинели MgAl2O4, изготовленной с использованием метода спекания без давления. Физические свойства, в том числе пористость, объемная плотность и прочность при изгибе шпинельных композитов, оценивались в интервале температур 1500 – 1600 ?С. Результаты свидетельствуют о существенном влиянии архитектуры МСУНТ с покрытием на улучшение свойств композитной системы. Разработанное тонкопленочное покрытие на МСУНТ способствует повышенной диспергируемости с улучшенной межфазной связью между матрицей и армирующими добавками, тем самым повышая механические и термомеханические характеристики композитов.