Розробка технології електропровідної та магнітної композиційної кераміки з ефективною захисною дією від впливу електромагнітного випромінювання. Технологічні параметри виготовлення композиційної кераміки в умовах ЗАТ "Харківський плитковий завод".
Робота виконувалася в рамках науково-дослідної тематики кафедри технології кераміки, вогнетривів, скла та емалей Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут", спрямованої на створення композиційної кераміки з високими експлуатаційними характеристиками, у тому числі захисними від дії електромагнітного випромінювання. Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити задачі: здійснити обґрунтований вибір діелектричної матриці та електромагнітних домішок для одержання кераміки із захисними властивостями від дії електромагнітного випромінювання; визначити фізико-механічні та електромагнітні властивості діелектричних матриць і домішок, а також композицій на їхній основі з метою визначення найбільш перспективних складів для одержання керамічних матеріалів із захисними властивостями; визначено, що в умовах швидкісного режиму випалу для отримання електропровідної композиційної кераміки необхідно використовувати електропровідну домішку - карбід кремнію, а для отримання магнітних композиційних покриттів необхідно використовувати магнітну домішку - ферит кобальту. доведено, що використання електропровідної (карбід кремнію) та магнітної (ферит кобальту) домішок дозволяє одержати електропровідні керамічні композиційні матеріали, які за значенням питомого обємного опору (cv = 8,84·105 Ом·м) відносяться до класу напівпровідників та магнітні керамічні композиційні покриття, які за значенням магнітної проникності (м = 5,1-5,18) відносяться до класу магнітних матеріалів із збереженням фізико-механічних та експлуатаційних властивостей на рівні стандарту (ГОСТ 6141-91). встановлено, що зниження питомого обємного опору композиційної кераміки проходить за рахунок створення ланцюгової структури карбіду кремнію та наявності магнітних властивостей склокристалічних покриттів за рахунок формування дисперсно-ізольованого розміщення фериту кобальту в обємі кераміки. Для одержаних матеріалів виявлено зниження питомого обємного опору кераміки від 3,80•108 (для кераміки без електропровідних домішок) до 8,84·105 Ом·м зі збереженням фізико-механічних властивостей на рівні ГОСТ 6141-91: границя міцності при згині - 25 МПА, водопоглинання - 11 %, термічна стійкість - 250 ОС, твердість за Моосом - 6;Перший етап досліджень було присвячено вибору електропровідної домішки, яка максимально знижує питомий обємний опір керамічних композицій, одержаних за технологією виробництва личкувальної кераміки; встановленню впливу концентрації електропровідної домішки на питомий обємний опір і фізико-механічні властивості композиції; вивченню електромагнітних властивостей синтезованих феритів кобальту, цинку та міді. Дослідження показали, що найкращою електропровідною домішкою, яка знижує питомий обємний опір до рівня cv = 1,2·106 Ом·м і одночасно зберігає необхідні фізико-механічні властивості композиційної кераміки (W = 16 %, Rзгин = 16,2 МПА) є карбід кремнію чорний (серія ККЧ), взятий у кількості 30 мас. Інші домішки (алюміній - серія А, залізо карбонільне - серія ЗК, графіт - серія Г1 і Г2, карбід кремнію зелений - серія ККЗ, оксид заліза (ІІІ) - серія ОЗ) хоча і знижують питомий обємний опір, але не задовольняють вимогам (ГОСТ 6141-91), які висуваються щодо фізико-механічних властивостей кераміки. У четвертому розділі проведено повний факторний експеримент другого порядку з метою встановлення характеру залежностей питомого обємного опору, магнітної проникності, фізико-механічних та експлуатаційних властивостей досліджуваних матеріалів від температури їх термообробки (940-1110 ОС), а також концентрації електропровідної домішки (карбід кремнію - 10-30 мас. З огляду на основну вимогу до захисних матеріалів - мінімальне значення питомого обємного опору, - необхідно провести додаткові дослідження, спрямовані на зниження питомого обємного опору керамічного композиційного матеріалу, а отже й збільшення захисних властивостей від дії ЕМВ; для отримання композиційних глазурних покриттів по кераміці з максимальним значенням магнітної проникності (м = 5,1 для серії СВ і м = 5,18 для серії СК) і мінімальним значенням питомого обємного опору (cv = 1,62•106 Ом·м для серії СВ, cv = 2,04•106 Ом·м для серії СК) необхідно використовувати ферит кобальту в кількості 30 мас.Виконана дисертаційна робота дозволила вирішити науково-практичну задачу з розробки наукових основ технології нового класу керамічного матеріалу, здатного захищати від дії електромагнітного випромінювання, що виготовляється в умовах швидкісного режиму випалу. За рахунок інертності діелектричної матриці по відношенню до електропровідних та магнітних домішок експериментально встановлено, що за напрямом створення електропровідних матеріалів функцію діелектричної матриці буде виконувати керамічна маса, а за напрямом створення магнітних покриттів - склоподібна та склокристалічна глазурі. Вивчено вплив електропровідних домішок (алюміній, карбонільне залізо, графіт, карбід кремнію (чорний, зелений), оксид заліза (III)) на питомий обємний опір і фізико-механічні властивості
План
Основний зміст роботи
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
