Исследованы процессы термохимического упрочнения алюмосиликатного стекла. Стекло обрабатывали в расплаве KNO? в промышленных и лабораторных условиях при 440…480 °C в течение 1…120 ч. Влияние режимов обработки на свойства стекла оценивали методами измерения микротвердости по Виккерсу, спектрофотометрии, магнитофотоупругости для измерения величины сжимающих напряжений и локального анализа двулучепреломления для определения глубины сжатого слоя, а также рентгенофлуоресценции для оценки катионного обмена. Установлена связь температурно-временных параметров ионного обмена с изменением структурно-механических и оптических свойств стекла.
Приведена разработка технологии синтеза теплоизоляционного стеклокристаллического материала шламолита на основе буровых отходов нефтедобычи. Выполнен отбор проб бурового шлама на Комсомольском нефтегазоконденсатном месторождении, выполнена его подготовка к дальнейшему использованию, включающая в себя сушку и помол. Определен его химический и фазовый составы, подтвердившие возможность использования отхода для синтеза теплоизоляционных материалов. Разработаны серии сырьевых составов для синтеза шламолита, а также температурно-временные режимы обжига. Проведено исследование физических и химический свойств синтезированных образцов. Определен оптимальный состав для синтеза шламолита, который включает в себя 80 % бурового шлама, 15 % гидроксида натрия, 5 % тетрабората натрия, 10 % воды, синтезированный при температуре 1000 °С и обладающий плотностью 745,05 кг/м3.
В условиях глобального ужесточения экологических нормативов, особенно в РФ, традиционные методы очистки газов (циклоны, рукавные фильтры, электрофильтры), применяемые в стекловаренной промышленности, становятся недостаточными. Они эффективны лишь для улавливания взвешенных частиц, но не обеспечивают необходимой степени очистки от маркерных газообразных загрязнителей: NOx, SO2, CO. Цель исследования – разработка и экспериментальная проверка высокоэффективной комплексной системы, обеспечивающей очистку на уровне 90…95 % для газообразных примесей и приближающейся к 100 % для твердых частиц. Восстановительный катализатор на носителе из муллитокремнеземистых волокон полностью из отечественных компонентов (объем 20 см3) показал в лабораторном реакторе конверсию оксида азота NO на уровне 95 % при температуре 350 °C. Каталитический фильтрующий элемент (площадь поверхности 0,02 м2) в составе опытной установки продемонстрировал высокую эффективность одновременно по нескольким загрязнителям: NOx, – 92 %, SO2 – 96 %, температурный режим работы: 380 °C. Авторами предложена целостная цепь аппаратов для комплексной очистки, состоящая из реактора нейтрализации кислых газов, узлов подачи реагентов (извести, щелочного раствора, аммиачной воды), инерционного сепаратора, блока керамических каталитических фильтров, а также силосов извести и отработанного реагента. Исследования проводились на лабораторной и пилотной экспериментальной установке ФКИ 0,02Т Кат (НТЦ «Бакор»).
Представлены исследования физико-технических свойств композиционного материала на основе беложгущейся глины Корниловского месторождения Томской области с добавлением газообразователя. Определены физико-химические свойства глины, физико-технические свойства теплоизоляционных огнеупорных изделий на основе глинистого сырья Корниловского месторождения. Рассмотрены возможности применения материала в промышленности с высокотемпературными технологиями. Работа является продолжением статьи «Исследование свойств глин вскрышных пород Корниловского месторождения Томской области для применения в огнеупорной, керамической и нефтяной промышленности».
Изучено влияние сочетания водорастворимых солей магния и алюминия на физико-химические свойства полученной алюмомагнезиальной шпинели. Показано, что формирование алюмомагнезиальной шпинели происходит в интервале 800…1050 ? на основе ксерогелей, полученных из хлоридов и нитратов магния и алюминия. Установлено, что кристаллическая структура шпинели полностью формируется при термообработке ксерогелей из синтезированных пар солей AlCl3 + MgCl2 при 900 °C и с выдержкой 60 мин, при этом они имеют меньшие размеры кристаллитов по сравнению с остальными термообработанными ксерогелями. Выявлено, что для получения шпинели из ксерогелей, синтезированных на основе пар солей Al(NO3)3+MgCl2 и Al(NO3)3 + Mg(NO3)2, требуется более высокая температура – 1050 ?.
Методом химического осаждения синтезированы порошки иттрий-алюминиевого граната с добавлением и без добавления дисперсанта сульфата аммония. Исследовано влияние добавки дисперсанта на дисперсный состав порошков YAG, прокаленных при различных температурах. Морфология порошка исследована с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), которая выявила заметные изменения как в морфологии, так и в размерах частиц в зависимости от присутствия диспергатора. Кинетика фазовых превращений в керамических порошках, как с добавлением сульфата аммония, так и без него, детально исследована с помощью рентгенофазового анализа (РФА) и синхронного термического анализа (СТА). На основании полученных данных предложен новый механизм снижения агломерации керамических порошков YAG при использовании дисперсанта сульфата аммония, связанный с формированием промежуточных фаз сульфата и оксисульфата иттрия и их постепенным разложением с образованием фазы граната.
Методом химического соосаждения синтезированы нанокристаллические порошки иттрий-скандий-алюминиевого граната (YSAG), легированного катионами неодима Nd3+ и самария Sm3+. Проведено исследование их морфологии, фазового и гранулометрического составов. Из полученных керамических порошков с помощью различных методов прессования изготовлено три типа образцов: стандартные некомпозитные образцы сравнения, образцы с композитной структурой одного и того же состава, образцы композитной керамики с различным составом слоев. Образцы керамики первого и второго типов демонстрировали высокую прозрачность и однородность микроструктуры. Незначительное снижение светопропускания образцов третьего типа связано с наличием некоторого количества остаточных пор и включений около границы раздела слоев. Образование данных дефектов связано с отличиями в кинетике спекания составов. Исследовано влияние параметров одноосного и холодного изостатического прессования композитных компактов на микроструктуру и оптические свойства композитной керамики состава YSAG:Nd3+/YSAG:Sm3+. Показано, что на границе раздела между слоями YSAG:Nd и YSAG:Sm существует область градиентного легирования катионами самария, протяженность которой, предположительно, может зависеть от условий прессования и параметров спекания композитных компактов.
Методом химического осаждения синтезированы керамические порошки YAG:Yb, из которых были изготовлены образцы оптической керамики. На стадии синтеза порошков, а также на стадии отмывки и измельчения применяли дисперсанты – поливинилпирролидон и сульфат аммония. Представлены результаты по фазовому составу, удельной поверхности, сканирующей электронной микроскопии и распределению размеров частиц керамических порошков. Отмечено, что внесение поливинилпирролидона и сульфата аммония в состав реакционной смеси, а также растворов для промывки и измельчения изменяет распределение размеров частиц порошков и удельную поверхность и влияет на кинетику фазовых превращений. Выявлено влияние дисперсантов на оптические свойства керамики YAG:Yb и количество макродефектов.
Проведено исследование получения порошков для микроволновых диэлектриков из оксида цинка с помощью глубоких эвтектических растворителей. В результате применения различных растворителей образуется монофазный порошок ZnO, размер частиц и фазовый состав которого возможно регулировать путем изменения температуры прокаливания. Глубокие эвтектические растворители позволяют получать прекурсоры оксида цинка путем взаимодействия соответствующего глубокого эвтектического растворителя с водой без применения щелочей или гидроксида аммония, что дает повод считать такой синтез более экологически безопасным. Полученные при 500 °С наночастицы цинка обладают ярко выраженным антимикробным действием по отношению к золотистому стафилококку (S. aureus) и кишечной палочке (E. coli).
Вопросы получения клинкерной керамики в последние годы становятся максимально актуальными, в том числе это связано с задачами импортозамещения. Клинкерная керамика – продукт, который используется в агрессивных средах и характеристики которого максимально близки к высокопрочным бетонам. Для производства необходимо соблюсти баланс между себестоимостью продукции и достижением характеристик, соответствующих клинкерной керамике. Данная статья раскрывает зависимость между составом сырьевых компонентов керамики, их гранулометрическим составом, режимом обжига и ее прочностными характеристиками, полученными в лабораторных условиях из легкоплавкого и тугоплавкого сырья Сибирского региона, а также введением спекающей добавки альбитофир. Цель работы – разработать состав для производства клинкерной керамики с показателем водопоглощения 4 %.
