Технології одержання захисних покриттів поліфункціональної дії шляхом модифікування оксидних компонентів силіційелементоорганічними сполуками. Оптимальні склади композицій для жаростійких захисних покриттів та температурні області їх використання.
Аннотация к работе
Можливість одночасного розвязання проблем модернізації хімічної технології одержання захисних покриттів та охорони довкілля, доцільність раціонального комплексного використання природної та техногенної сировини, розвиток сировинної бази виробництва захисних покриттів, зокрема нового конкурентоспроможного класу - з рівновисокими термо-та жаростійкістю, кислото-та лугостійкістю, а також необхідність подальшого поглиблення наукових уявлень про звязок їх складу, структури і властивостей визначають актуальність теми дисертації. Отже, розроблення принципово нових технологій одержання високотемпературних захисних покриттів із регульованим фазовим складом та структурою є важливою проблемою в галузі матеріалознавства, яка має велике народногосподарське та економічне значення. Дисертаційне дослідження безпосередньо повязане з науково-технічною програмою МОН 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. номер держ. реєстрації 0082U001374; "Фізико-хімічні основи отримання захисних покрить поліфункціонального призначення", яка виконується на кафедрі хімічної технології силікатів Національного університету "Львівська політехніка", а також із госпдоговірною темою із ВАТ "Львівський завод залізобетонних виробів №2" № 7169 "Розробка складів антикорозійних захисних покриттів", де автор була відповідальним виконавцем. встановити особливості фазо-і структуроутворення у процесі одержання захисних покриттів залежно від складу і кристалохімічної будови оксидних, силікатних і силіційвмісних компонентів у тонких плівках; вивчити загальні закономірності процесів взаємодії між оксидними, силіційелементоорганічними та силікатними компонентами при нагріванні до температури 1873 К і встановити ймовірний механізм формування високотемпературних захисних покриттів та вплив на їх структуру і фазовий склад введених додатків;У вступі обґрунтовано актуальність проблеми, яка вирішується у дисертаційній роботі, визначені мета, основні завдання досліджень та шляхи їх розвязання.На підставі детального і всебічного аналізу літературних і патентних матеріалів, наукових праць, присвячених високотемпературним матеріалам та захисним покриттям на їх основі (Харитонов М.П., Журавльов Г.І., Солнцев С.С., Пащенко О.О., Свідерський В.А., Свірський Л.Д., Брагіна Л.Л., Зубехін П.О, Гивлюд М.М.) обґрунтовано новий напрям у технології високотемпературних захисних покриттів, що базується на звязку "склад-структура-експлуатаційні властивості". Її нагрівання до температури 973 К приводить до кристалізації а-кварцу із аморфного силіцію оксиду у вигляді дрібних крапок розміром 3…5 нм. Покращити технологічні умови одержання захисних покриттів за рахунок формування відповідної структури і фазового складу у процесі нагрівання можливо при заміні силіцію оксиду на силіційелементоорганічний компонент, який при нагріванні вище від 1073 К може виконувати функцію "каркасоутворюючого" компонента. Дослідження процесів взаємодії між компонентами оксидних систем Al2O3-SIO2, ZRO2 - SIO2 і Al2O3-ZRO2 - SIO2 при нагріванні показали, що для одержання стійких до дії високих температур мулітової і цирконової фаз потрібні вихідні склади покриттів із вмістом силіцію оксиду, рівним стехіометричному складу муліту і циркону. Встановлено, що введення додатків Na2O, FEO і B2O3 при нагріванні до температур 1023, 1053 і 683 К відповідно приводить до утворення у складі композицій легкоплавких евтектик, які добре змочують тонкодисперсні оксиди, сприяють кристалізації муліту за температури 1453, 1423 і 1393 К і запобігають утворенню b-кристобаліту.На підставі даних щодо фазового складу і структури одержаних захисних покриттів на основі наповнених оксидними та силікатними матеріалами силіційелементоорганічних звязок, здійснена оцінка достовірності вибору компонентів і ефективності захисної дії за результатами випробувань на підкладках із конструкційних матеріалів, які потребують високотемпературного захисту. Встановлено, що зміна адгезійної міцності захисних покриттів на основі наповнених Al2O3 і ZRO2 силіційелементоорганічних сполук в інтервалі температур 573…1873 К має екстремальний характер із максимумом (3.9…12,1 МПА) при 473…873 К та мінімумом (1,8…5,8 МПА) при 1273…1473 К залежно від складу вихідної композиції для захисного покриття та виду підкладки. Введення легкоплавкого додатку у 1,6…3,8 рази збільшує показник адгезійної міцності захисних покриттів на основі наповнених поліметилфенілсилоксанових та поліалюмосилоксанових звязок за рахунок збільшення площі контакту на межі підкладка-покриття. Експериментально встановлено, що у покриттях при нагріванні до температури 873 К відбуваються зміни молекулярної структури полімеру та зростання пористості. Дослідженнями встановлено, що при використанні розроблених композицій для захисн