Проведены исследования технологических свойств глинистого сырья месторождения Столинские Хутора (участок Видибор, Брестская область), позволившие осуществить классификацию указанного природного тонкообломочного материала согласно ГОСТ 9169–2021. Установлено, что глина является тугоплавкой, высокопластичной, полукислой или кислой (в зависимости от глубины залегания) с высоким или средним содержанием красящих оксидов, грубодисперсной, неспекающейся в температурном интервале обжига 900…1200 ?. Изучен фазовый состав глинистого материала, а также процессы, протекающие при его термообработке. Определено, что рассматриваемая глина может найти применение в производстве кирпича и камня рядового, клинкерного материала, а также керамических плиток для устройства полов. Образцы строительной керамики, полученные в лабораторных условиях с использованием глины месторождения Столинские Хутора, обладают необходимым комплексом физико-химических и эксплуатационных характеристик.
Представлены результаты исследования химического и минералогического составов минерала гематита Кызылташского месторождения до и после обжига, выбраны способы его обогащения. Синтезированы красные и коричневые пигменты, проанализированы результаты рентгенофазового и электронно-микроскопического анализов. Изучены красящие свойства полученных красных и коричневых пигментов. Установлено, что гематит Кызылташского месторождения может быть использован в качестве сырьевого компонента на производственных предприятиях промышленности строительных материалов Узбекистана для приготовления керамических глазурей красящих пигментов.
Исследованы спектрально-люминесцентные свойства цинкофосфатных стекол в системе ZnO–P2O5 (PZ), допированных 0,25…1,00 мол. % Er2O3. Показано, что увеличение содержания Er2O3 в составе синтезированных стекол приводит к росту интенсивности полосы люминесценции с максимумом на длине волны ~1537 нм. Оценены значения феноменологических параметров интенсивности ?t (t = 2, 4, 6) Джадда–Офельта, на основе которых рассчитаны вероятности радиационных переходов, коэффициенты ветвления, сечения стимулированного излучения и радиационные времена жизни возбужденного состояния. Полученные результаты демонстрируют перспективность использования исследуемого материала в качестве светоизлучающей среды ближнего ИК-диапазона.
Представлены результаты исследования диэлектрических свойств и коэффициента гармоник керамики на основе цирконата свинца, синтезированной при различных температурах спекания из исходных порошков PbO и ZrO? с размерами частиц 500 и 20 нм соответственно. Установлено, что применение нанодисперсных порошков позволяет снизить температуру спекания по сравнению с традиционной технической керамикой, изготовленной из частиц размером 1 мкм. Максимальное значение диэлектрической проницаемости зафиксировано для керамики, спеченной при температуре 1100 °С. При повышении температуры спекания выше 1200 °С наблюдается снижение диэлектрической проницаемости, однако при охлаждении в интервале 226…208 °С происходит формирование сегнетоэлектрической фазы.
Получена керамика на основе волластонита ?-СaSiO3 с добавками перовскита и спекающей алюмо-медно-литиевой добавки. Описано влияние спекающей добавки на керамические и диэлектрические свойства в системах СaSiO3/Al2O3–CuO–Li2CO3 и СaSiO3/СaTiO3–Al2O3–CuO–Li2CO3. Теплопроводность ? полученных образцов находится в диапазоне 0,43…0,65 Вт/(м?К), что характерно для волластонитовой керамики. Диэлектрическая проницаемость составила ?r = 4,9…8,0, тангенс угла диэлектрических потерь – tg? = (15,3…17,9)?10–3 при частоте f = 1 МГц, а средняя плотность – ?ср = 2,44…2,63 г/см3. Спекание образцов проводили при температурах 875…950 ?С. Свойства полученной керамики в сочетании с низкой теплопроводностью ? соответствуют требованиям, предъявляемым к термоустойчивым керамическим корпусам и платам для микроэлектроники по LTCС технологии.
Представлены результаты исследования влияния различной долевой фракции стабилизирующей примеси оксида иттрия Y2O3 на микроструктуру, фазовый состав и механические свойства керамики на основе диоксида циркония ZrO2, полученной методом электронно-лучевого спекания в форвакуумной области давлений. Изучены керамики с массовым содержанием Y2O3 от 1,8 до 31,5 %. Показано, что увеличение доли Y2O3 в керамике на основе ZrO2 приводит к снижению плотности спеченной керамики, но при этом способствует стабилизации тетрагональной фазы ZrO2. Это положительно сказывается на ее прочностных характеристиках с учетом отсутствия давления в процессе спекания. Установлено, что оптимальное содержание Y2O3 для достижения высокой микротвердости (до 5,64 ГПа) составляет 15 %.
Исследованы физико-механические свойства корундовой керамики на основе отечественного глинозема марки Г-00. Получены наилучшие показатели механической прочности для керамики, обожженной при температуре 1450 ?С, содержащей 5 масс. % оксида иттрия и 5 масс. % эвтектической добавки MnO–TiO2. Показаны перспективы импортозамещения глинозема.
Методом искрового плазменного спекания получены материалы на основе карбида кремния и системы SiC–20B4C–1C–0,5B. Методами термического анализа, электронной микроскопии, рентгенофазового анализа и при испытаниях на изгиб исследовали характеристики порошковых смесей и готовых материалов. При термическом анализе порошки SiC с добавками В и С показали ускорение потери массы смеси, что показывает ее способность к более эффективному спеканию, и формирование зернограничной фазы, состоящей из соединений бор-углеродной системы. Добавление карбида бора способствовало формированию дополнительной упрочняющей фазы в карбиде кремния. Основной фазой материала является политип 6H-SiC, имеющий гексагональную решетку ?-SiC. В результате проведенных исследований механических характеристик материала состава SiC–20B4C–1C–0,5B было установлено, что прочность на изгиб при 20 ?С достигает 332 МПа.
Показана возможность использования продуктов пиролиза нефтесодержащих отходов, в том числе нефтешламов, при синтезе пористой керамики. Высокое содержание углерода в продуктах пиролиза нефтешламов определяет целесообразность их применения в качестве выгорающего компонента для частичной замены сырцовой массы при получении алюмосиликатной керамики. Присутствие в продуктах пиролиза нефтешламов оксидов металлов природного и техногенного происхождения способствует снижению температуры обжига в сравнении с образцами из глины без добавок с 1150 до 1080 ?С. Целесообразно введение в сырьевую смесь продуктов пиролиза нефтесодержащих отходов в количестве до 20 масс. %.
Рассмотрены процессы получения теплоизоляционных материалов с использованием местных минеральных ресурсов. По технологии керамических или керамохимических связующих на основе глинистого сырья различной огнеупорности и пластичности создана огнеупорная теплоизоляция, состоящая из пористого наполнителя в виде вспученных горных пород (гидрофлогопит, перлит). Методами рентгенофазового и микрозондового анализа исследовали структурные изменения полученных материалов в условиях повышенных температур. Установлено, что плотность образцов на основе гидрофлогопита на глинофосфатном связующем повышается на 30…35 %, по сравнению с образцами на керамическом связующем. В образцах с перлитовым наполнителем введение фосфатного связующего не оказывает существенного влияния на кажущуюся плотность. Показана возможность повышения прочности образцов в 2 раза без увеличения плотности и теплопроводности введением в исходные перлитовые смеси предварительно синтезированного глинофосфатного связующего на красножгущейся глине. Исследование изменений прочностных характеристик перлитокерамических образцов на различных фосфатных связующих в температурном диапазоне 300…950 ?С показало стабильность материала по прочности до 800 ?С, что косвенно характеризует преобразование структуры и его рабочую температуру. На основе композиций «вспученный гидрофлогопит–вторичный самаркандский каолин» и «вспученный перлит–вторичный самаркандский каолин–глинофосфатное связующее на красножгущейся глине» методом полусухого прессования получены теплоизоляционные материалы с улучшенными термомеханическими свойствами для рабочих температур 850…1100 ?С.
