Петрологія вогнетривів на основі карбіду кремнію (в процесі їх виготовлення та після експлуатації) - Автореферат

Таким чином, перші і подальші дослідження структури і мінерального (фазового) складу технічного каменю, зокрема вогнетривів, використовувалися як в наданні практичної допомоги з боку петрографії виробництву, так і у використовуванні даних з вивчення технічного каменю для зясування деяких моментів природного структуро-і мінералоутворення. Карбідкремнієві (карборундові) вогнетриви, що обєднують групу вогнетривів на основі муасаніту (б-SIC) на різних звязках, є важливим різновидом технічного каменю і застосовуються в різних галузях промисловості і техніки. Бережного“ протягом останніх більше як 20 років проводилися за участю автора дослідження з удосконалення вже відомих карбідкремнієвих (на основі муасаніту б-SIC) вогнетривів (на звязках з б-Si3N4, Si2N2O, алюмосилікатній), а також з отримання нових видів карбідкремнієвих вогнетривів (на звязці з b-SIC, bґ-сіалону); вивчалася дія різних агресивних чинників на карбідкремнієві, і для порівняння, - на інші види вогнетривів; зясовувався механізм зносу карбідкремнієвих вогнетривів у процесі служби в різних теплових агрегатах. Її актуальність визначається тим, що результати мінералого-петрографічного вивчення мінерального (фазового) складу, структури карбідкремнієвих вогнетривів та їх властивостей залежно від фізико-хімічних умов технології виробництва, а також поведінки вогнетривів (процеси мінерало-(фазо-) і структуроутворення) внаслідок дії на них агресивних чинників під час випробування і експлуатації використовуються: 1) в науково-дослідних роботах з поліпшення їх якості, 2) вдосконалення технологій їх виробництва, 3) для створення нових видів вогнетривів і підвищення ефективності їх застосування в різних теплових агрегатах. Вивчено процеси мінерало-(фазо-) і структуроутворення під час синтезу в-карбіду кремнію (в-SIC) і отримання нового виду карбідкремнієвих вогнетривів (наповнювач-муасаніт-б-SIC) на звязці з в-SIC залежно від технологічних чинників (температура випалення, газове середовище, початкові компоненти, час, добавки та ін.).Надається коротка характеристика основних компонентів (мінералів і фаз), що складають карбідкремнієві вогнетриви: Муасаніт - a-SIC є головною складовою частиною карбідкремнієвих вогнетривів. Проведеними дослідженнями карбідкремнієвих вогнетривів (б-SIC-заповнювач) на звязці з в-SIC, одержаних за різних технологічних умов (температура, початковий склад, газове середовище, добавки), встановлено, що найбільша кількість в-SIC утворюється за Т=1450-1500°С у зразках із стехіометрічним співвідношенням Si і С, із збільшенням добавки борної кислоти (від 0 до 3% ) збільшується кількість в-SIC у звязці (до 25%). Наведено результати мінералого-петрографічного вивчення впливу технологічних чинників (початковий склад, швидкість подачі і тиск азоту, час випалення, добавки, звязки) на фазовий склад і структуру карбідкремнієвих вогнетривів на звязці з б-Si3N4, виготовлених з б-карбіду кремнію і кремнію кристалічного (Т=1450°С). Дослідження дії розплаву доменного шлаку на карбідкремнієві вогнетриви (1500°С, 0,5 години) показали, що взаємодія розплаву доменного шлаку з карбідкремнієвими вогнетривами на нітридній і вґ-сіалоновій звязках мала, особливо на звязці з б-Si3N4. У карбідкремнієвих зразках на звязці з синоїту (Si2N2O) порівняно із зразками на звязці з б-Si3N4 або в-SIC спостерігається інтенсивніша взаємодія з розплавом (у робочій зоні утворюється до 20-30% і до 5-15% склофази відповідно).Перевага мінералого-петрографічного методу полягає у тому, що разом з вимірюванням оптичних констант для діагностики присутніх фаз або мінералів, можна визначати і характер мікроструктури, пористості, форми і розміру зерен, вивчати різні процеси, що відбуваються в досліджуваних матеріалах, як у процесі їх отримання (зясування впливу технологічних чинників на мікроструктуру, мінеральний (фазовий) склад і властивості вогнетривів), так і в процесі служби, що виявляється в утворенні зональності (найменше змінена, робоча і шлакова зона (кірочка), зясуванні причин виникнення зональності і їх звязок з механізмом зносу вогнетривів після експлуатації в сучасних теплових агрегатах, і тим самим визначати, прогнозувати (рекомендувати) найраціональніші області їх використання, вирішувати завдання щодо поліпшення композиційного складу і структури вогнетривів, а також управління фізико-хімічними процесами в них з метою подовження термінів експлуатації. Уперше проведено комплексне мінералого-петрографічне дослідження процесів синтезу в-SIC і сіалону (SIALON) та вогнетривів на звязках з в-SIC, б-Si3N4, та сіалону залежно від початкового складу і технологічних чинників (Т°, газове середовище, добавки та ін.). Уперше проведено широкі порівняльні мінералого-петрографічні дослідження карбідкремнієвих вогнетривів на різних звязках (в-SIC, б-Si3N4, Si2N2О, сіалону) і деяких широковживаних інших видів вогнетривів (корундових, шамотних, хромоксидних, периклазових, периклазохромітових, на основі кубічного діоксиду цирконію та ін.) після дії на них агресивних чинників (розплавів шлак

2. Стислий зміст роботи