Особливості механізму руйнування кордієритомулітових вогнетривів та розроблення нового класу захисних керамічних покриттів на основі силіційорганічних зв’язок та оксидних наповнювачів, які дозволять збільшити термін експлуатації вищезгаданих вогнетривів.
При низкой оригинальности работы "Керамічні кордієритвмісні покриття для захисту вогнетривких матеріалів", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
В умовах експлуатації кордієритомулітового вогнеприпасу відбувається його поверхневе руйнування, особливо у тих випадках, коли випалювання поливяних керамічних виробів відбувається у печах з недостатнім вентилюванням робочого простору теплового агрегату. Однак відомі покриття характеризуються високими значеннями термічного коефіцієнта лінійного розширення (ТКЛР), а саме: 8,0•10-6…14,0•10-6 К-1 і тому не можуть використовуватися для захисту кордієритомулітових матеріалів, ТКЛР яких становить 2,0•10-6…3,0•10-6 К-1. Отже, вищевикладене дає підстави стверджувати, що дослідження, спрямовані на встановлення механізму корозійного руйнування кордієритомулітових вогнетривів, а також пошук нових матеріалів для їх захисту безперечно мають велику наукову та практичну цінність. Дисертант був виконавцем окремих етапів держбюджетної теми Міністерства освіти та науки України “Наукові засади розроблення сучасних видів силікатних і тугоплавких неметалічних матеріалів різного функціонального призначення” (Постанова державного комітету України з питань науки, техніки і промислової політики №87 від 03.04.2003 р. Для досягнення поставленої мети було необхідно: - вивчити механізм корозійного руйнування кордієритомулітових вогнетривів в умовах експлуатації під час випалювання поливяних керамічних виробів;Згідно з даними рентгенівського спектрального мікроаналізу поверхня зразка кордієритомулітового вогнетриву до експлуатації характеризується інтенсивними лініями елементів 14Si, 13Al, 12Mg представлених оксидами з вмістом відповідно 48,96; 38,23 і 8,02 мас.% та незначним вмістом Na2O, K2O, CAO, TIO2, FEO (табл. Інфрачервоний спектр поглинання кордієритомулітового вогнетриву до експлуатації характеризується наявністю смуг поглинання за 1200, 1090, 1080, 900 см-1, що відповідають валентним коливанням Si-O-Si звязків; [ALO6]-октаедрів в області 690…570 см-1, які належать відповідним ALO6-ланцюгам у структурі муліту. Смуги поглинання в області спектру 485…400 см-1 відповідають деформаційним коливанням звязків Si-O-Mg, а максимуми в області 365…320 см-1 належать коливанням [MGO6]-октаедрів, що підтверджує вміст кордієриту у вогнетриві. Очевидно, що в процесі експлуатації кордієритомулітового вогнетриву в промислових печах його робоча поверхня взаємодіє з водяною парою, а наявність катіону Al3 в четверній координації у фазових складових робить його поверхню активною по відношенню до води. Оскільки в пробах вогнетриву з його глибинних шарів такі зміни у фазовому складі під час експлуатації не зафіксовані, то можна допустити, що утворена лугоплюмбумвмісна скловидна фаза у поверхневих шарах вогнетриву за каталітичної дії водяної пари інтенсифікує процес переродження кордієриту в алюмомагнезіальну шпінель.У результаті виконання дисертаційної роботи було вирішено науково-практичне завдання - розроблено основи технології керамічних покриттів для захисту кордієритомулітових вогнетривких матеріалів. Традиційні вогнетриви кордієритомулітового складу для печей випалювання поливяної кераміки руйнуються в умовах циклічної експлуатації під впливом летких компонентів низькотемпературних полив. Каталітична дія водяної пари за високих температур за участю скловидної фази спричиняє часткове переродження кордієриту в алюмомагнезіальну шпінель, ТКЛР якої в 3 рази більший, ніж в кордієриту. Збільшити довговічність кордієритомулітових вогнетривів можна ізоляцією поверхні захисними покриттями з значеннями ТКЛР близькими до ТКЛР підкладу, що досягається синтезом на їх поверхні щільної плівки аналогічного складу.352-355 - особистий внесок полягає у вивченні впливу будови звязки і типу наповнювача на хімічну стійкість покрить із розроблених композицій. 131-133 - дисертантом виконано розрахунок рівнянь дифузійного масопереносу компонентів у зоні контакту під час нагрівання. 234-236 - дисертантом підготовлено дослідні зразки, проведено оптимізацію складів вихідних композицій покриттів. 17-20 - особистий внесок полягає у вивченні закономірностей утворення кордієритової та мулітової термо-та жаростійких фаз з допомогою фізико-хімічних методів досліджень. 63 - особистий внесок полягає у дослідженні процесу регулювання значення температурного коефіцієнта лінійного розширення.
План
Основний зміст роботиОсновний зміст дисертації опублікований у таких роботах
Вывод
У результаті виконання дисертаційної роботи було вирішено науково-практичне завдання - розроблено основи технології керамічних покриттів для захисту кордієритомулітових вогнетривких матеріалів. Найважливіші наукові та практичні результати : 1. Традиційні вогнетриви кордієритомулітового складу для печей випалювання поливяної кераміки руйнуються в умовах циклічної експлуатації під впливом летких компонентів низькотемпературних полив. Каталітична дія водяної пари за високих температур за участю скловидної фази спричиняє часткове переродження кордієриту в алюмомагнезіальну шпінель, ТКЛР якої в 3 рази більший, ніж в кордієриту.
2. Збільшити довговічність кордієритомулітових вогнетривів можна ізоляцією поверхні захисними покриттями з значеннями ТКЛР близькими до ТКЛР підкладу, що досягається синтезом на їх поверхні щільної плівки аналогічного складу.
3. Граничні співвідношення між оксидами в покритті, які забезпечують інтенсифікацію кордієритоутворення та гальмування кристалізації шпінельної фази, можна досягти за відношення Al2O3/MGO<2,0, SIO2/MGO<3,0 та за (Al2O3 SIO2)/MGO<5,0.
4. Введення B2O3 у кількості 0,6 мас.%, TIO2-1,52 мас.% та MNO2-1,51 мас.% під час випалювання покриттів системи MGO-Al2O3-SIO2, яка відповідає вмісту мас.%: MGO-17,0; Al2O3-33,0; SIO2-50, забезпечує інтенсифікацію процесу утворення кордієриту та гальмує утворення алюмомагнезіальної шпінелі.
5. За даними енергодисперсійного рентгенівського спектрального мікроаналізу не виявлено дифузії елементів (Si, Al, Mg) покриття в підклад і навпаки. Зафіксована дифузія елементів, введених до покриття оксидних додатків TIO2, Cr2O3, MNO2, ZRO2 у підклад на глибину 25…50 мкм. Зазначений характер дифузійних процесів вказує на утворення перехідного шару на межі контакту “покриття-підклад”, який збільшує адгезійну міцность покриттів та термостійкість, при тому площа відколеної поверхні зменшується у 5,5 рази.
7. Проведені заводські випробування на ТЗОВ “ОКС” та ЗАТ “ЛКЗ” показали, що розроблені покриття є придатними для захисту вогнетривкого припасу кордієритомулітового складу та збільшують термін його експлуатації в печах для випалювання керамічних виробів у 2,2…2,6 рази. Очікуваний економічний ефект від впровадження захисних покриттів на 1 м2 поверхні кордієритомулітових плит становить 1707 грн. станом на 2009 рік.
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
