Содержание журнала «Огнеупоры и техническая керамика» №1-2-2012
Научные исследования
Семченко Г.Д., Старолат Е.Е., Борисенко О.Н., Дудник Ю.П. Исследование влияния
технологических факторов на кинетику реакции гидролиза ЭТС-32 без органических растворителей
В результате проведенных исследований уточнено влияние различных технологических факторов на
кинетику гидролиза этилсиликата дистиллированной водой без органических растворителей. На
основании полученных результатов можно выбрать состав золь-гель композиции и условия гидролиза
при ее изготовлении в зависимости от функционального назначения.
3
Иванов В.В., Черноусое А.А., Иртюго Л.А. Термические процессы взаимодействия TiB2 с воздухом
Методом термического анализа (термогравиметрия ТГ и дифференциальная сканирующая
калориметрия ДСК) исследовано взаимодействие порошков TiB2, произведенных методом СВС и
карботермическим синтезом (КТС), с воздухом в интервале температур 300—1473 К. Термограммы
окисления порошков существенно различаются при скорости нагрева 10 К/мин, но при 2 К/мин имеют
одинаковый характер и близкие по температуре дваосновных экзоэф-фекта окисления. Окисление
начинается около 770 К и идет достаточно интенсивно из-за образования несплошной,
газопроницаемой окалины. Здесь фиксируется первый ДСК-пик и ступенчатый рост массы на 7—9 %.
Далее жидкий В2О3 блокирует поверхность и скорость окисления падает. Второй экзоэффект и
прирост массы на ~ 20 % (СВС), ~ 50 % (КТС) вызван ростом дефектности окалины в результате
полиморфного превращения анатаз/рутил и приходится на интервал 880—1000 К. Выше ~ 980 К
окисление TiB2 снова замедляется в результате спекания защитного слоя и медленной диффузии
кислорода в ТК)
2. Полное окисление КТС-порошка заканчивается к Ts 1200 К, СВС-порошка — к Js
1400 К. На макромеханизм окисления порошков 11В2 слабо влияют особенности их дисперсионного
состава и морфологии, но кинетика процесса существенно зависит от этих факторов.
9
Проценко О.В., Рысцов В.Н., Игнатьев Д.Н. Влияние содержания оксида магния на физико-
механические свойства материалов на основе алюмомагнезиальной шпинели
Изучено влияние количества избытка оксида магния в композиционных материалах на основе алю-
момагнезиальной шпинели, спеченных при различных температурах, на структуру и такие физико-
механические свойства материалов, как прочность на изгиб, плотность и коэффициент термического
расширения. Сделан вывод о лучшей спекаемости материалов с избытком оксида алюминия по сравнению с
чистой алюмомагнезиальной шпинелью и возможности их применения в случаях, когда необходимо повысить
КТР материала, а также улучшить его прочностные свойства.
16
Радишевская Н.И. Закономерности синтеза окрашенных алюмошпинелей СВС-методом
Представлены и проанализированы результаты СВС пигментов на основе алюмошпинелей из оксидов
металлов и алюминия. Установлено, что окисление алюминия происходит через термитную реакцию и
прямое окисление алюминия. Показана зависимость цветовых характеристик от электронной и
пространственной конфигураций катионов переходных металлов. Предложена технологическая схема
получения шпинельсодержащих пигментов.
20
Усова З.Ю., Погребенков В.М. Керамический проппант на основе бората алюминия
Целью данной работы было исследование возможности изготовления проппанта из керамики на основе
бората алюминия. Показано, что проппант, полученный по двухстадийной технологии с
предварительным синтезом бората алюминия, обладает наименьшей насыпной и кажущейся
плотностью среди имеющихся на сегодняшний день на рынке проппантов, соответствует требованиям
стандарта API56 и ГОСТ 51761 и рекомендуется для использования в операциях гидроразрыва
формаций с низким пластовым давлением.
28
Огнеупоры для стекольной промышленности
Дзюзер В.Я., Никифоров Е.А. Энергоэффективная структура тепловой изоляции стекловаренных печей
Дана характеристика современных теплоизоляционных материалов, применяемых для теп-
ловой изоляции огнеупорной кладки рабочего пространства стекловаренных печей. Показа
но, что использование пенодиатомитовых изделий в холодной футеровке печных ограждений
обеспечивает снижение тепловых потерь в окружающую среду в 1,7 раза по сравнению с из-
вестными зарубежными данными. Приведены результаты расчета теплопередачи через мно-
гослойную кладку, подтверждающие техническую возможность и энергоэффективность при-
менения формованных пенодиатомитовых изделий для тепловой изоляции свода и стен высоко
температурных стекловаренных печей.
33
Производство
Мурзакова А.Р., Валеев И.Р., Шаяхметов У.Ш. Технология эффективных многофункциональных
керамических композиционных материалов
В статье рассмотрена технология эффективной многофункциональной композиционной керамики,
позволяющая получать изделия огнеупорного и конструкционного назначения высо-ю качества.
37
Суздальцев Е.И., Харитонов Д.В., Анашкина А.А. Исследования по оптимизации технологии
получения водных шликеров литийалюмосиликатного стекла. Часть
1. Модернизация помольного
оборудования
В работе представлены исследования по модернизации помольного оборудования, используемого при
приготовлении литейных водных шликеров на основе литийалюмосиликатного стекла.
40
Маркова СВ., Кормина И.В., Турлова О.В. Влияние «Литопласт М» в комплексном разжижителе на
свойства глинистых суспензий
Изучено действие новых эффективных разжижителей «Литопласт М» на реологические свойства
водного керамического шликера. Данная добавка позволяет получить более текучую суспензию при
влажности на 3,0 % меньше. Установлено, что шликер с данной добавкой обладает высоким
показателем устойчивости, низкой склонностью к адсорбции воздуха и ценообразованию.
45
Абдрахимов В.З., Петрова Т.М., Колпаков А.В. Исследование теплопроводности теплоизоляционных
изделий из отходов производства без применения традиционных природных материалов
Исследования показали, что полученный из отходов производств без применения природных
традиционных материалов теплоизоляционный легковесный кирпич, согласно требований ГОСТа
530—2007, имеет улучшенные теплотехнические характеристики.
49
Международное обозрение
Аницирис X., Шлегель Э., Хелшер Т. Сопротивление щелочной коррозии теплоизоляционного
материала на основе алюмината кальция - теоретическая оценка фазовых диаграмм
В статье описана устойчивость алюминатов кальция и возможность реакции с щелочью на основании
оценки фазовых диаграмм в субсолидусе при температурах 1100—1200 °С. В твердом состоянии
изменение объема сопровождается изменением плотности и сопоставимо с традиционными данными
о результатах щелочной коррозии. Главная тема — вычисление типа и количества щелочных
компонентов и изменение объема смеси твердых фазы для каждого из пяти образцов алюминатов
кальция. В результате реакции СА6 с щелочью формируется р-глинозем, объемное расширение
составляет приблизительно 14 % и твердая фаза разрушается. У других четырех алюминатов
кальция расширение 2,6 % или наблюдали сжатие 3,7 %, Поэтому ожидать стойкость к щелочам
можно именно для этих четырех алюминатов кальция.
В системе СаО—А12Оз самая низкотемпературная эвтектика соответствует 1435 °С между С3А и
С12А
7. Таким образом, уплотнение спеканием может начаться при температуре на 200—300 К ниже
температуры эвтектики. Поэтому для пористого теплоизоляционного материала на основе алюмината
кальция возможная температура применения составит 1100— 1200°С.
53
Брохен Е., Петчке И. Измерение и моделирование сопротивления термоудару огнеупорных
материалов на основе А12Оз и МдО
Методы, описанные в литературе, для оценки и прогнозирования сопротивления огнеупоров
термоудару редко принимают во внимание напряжения, которые фактически существует в готовом
изделии. С одной стороны, лабораторные испытания, как правило, выполняются на небольших
образцах и при условиях испытаний, отличающихся от фактических условий эксплуатации. С другой
стороны, классические «параметры качества» используют оценку сопротивления термоудару
огнеупоров, пренебрегая или упрощая градиент температур или напряжения, которые фактически
возникают на практике.
Проведены экспериментальные исследования и оценены измерения термостойкости огнеупоров на
основе AI2O3 и MgO. Кроме того, аналитически рассчитаны напряжения и получены результаты
параметров сопротивлений повреждению (R, R") и параметров сопротивления разрушению (R ""). Эти
результаты дают возможность улучшить прогнозирование стойкости исследуемых огнеупоров
термоудару и облегчить выбор промышленных огнеупоров.
58
Кастилло Г., КонтрерасЖ., Давила Ф., Гарсиа Л., Гомес К., Гонзалес И., Гузман А., Родригес
Э. Электроплавленые огнеупорные матрицы MgO-CaZrO3 с улучшенными в результате добавок
алюмомагниевой шпинели и герцинита свойствами для применения и в цементной промышленности
Представлена разработка инновационных электроплавленых материалов, не содержащих хрома с
использованием в качестве керамической связки двух различных типов шпинели (герцинита и
алюмомгниевой шпинели) для улучшения их свойств. Определены микроструктурные, физические,
механические и термические свойства матрицы электроплавленого MgO—CaZrO
3. Испытания
стойкости статическим и динамическим методом проведены путем химического воздействия
64
трехфазным цементным сырьем. Результаты показали, что термо-механические свойства новых
кирпичей значительно улучшены при увеличении содержания шпинели. Микроструктурный анализ
показал, что фазы шпинели помогают формировать прочную связь между огнеупорными фазами
оксида магния и цирконата кальция. Наконец, эти огнеупорные матрицы показали хорошую
термическую стабильность и превосходную химическую стойкость к воздействию цементной сырьевой
смеси.
ВонгЖ., Занг Б., Ксионг К. Исследование коррозионной стойкости к монооксиду углерода огнеупора
на основе андалузита
В этой статье описано изучение влияния различного содержания добавок на коррозионную стойкость
огнеупора на основе андалузита к моноксиду углерода при использовании различного типа андалузита
в качестве сырья. Определены физические свойства, минеральный состав и микроструктура образцов
огнеупоров на основе андалузита, а так же механизм коррозии огнеупора в моноксиде углерода при
500 °С в течение 200 ч. Результаты исследований показывают, что реакция коррозии вызывает
снижение прочности огнеупора на основе андалузита. В результате реакции в образцах и на их
поверхности осаждается углерод. Содержание оксида железа в образцах имеет значительное
влияние на количество осаждаемого углерода и на формирование макроскопических трещин.
70
Сырьевые материалы
Ахтямов Р.Я. К вопросу промышленной классификации вермикулитовых руд 73
Казьмина О.В., Кузнецова Н.А. Получение высокоэффективного теплоизоляционного строительного
материала на основе золошлаковых отходов тепловых электростанций
Показана возможность утилизации золошлаковых отходов сжигания каменных углей ГРЭС г. Томска в
производстве высокоэффективного теплоизоляционного пеностекольного материала. Разработана
энергосберегающая технология, установлены оптимальные составы стекольных шихт с учетом
расширения сырьевой базы. Приведены результаты исследований окислительно-восстановительных
и физико-механических характеристик материалов. Установлено, что полученный материал имеет
повышенные прочностные характеристики по сравнению с традиционным пеностеклом на основе
стеклобоя. Показана экономическая целесообразность получения пеностекольного материала на
основе золошлаковых отходов.
78
.
Научные исследования
Семченко Г.Д., Старолат Е.Е., Борисенко О.Н., Дудник Ю.П. Исследование влияния
технологических факторов на кинетику реакции гидролиза ЭТС-32 без органических растворителей
В результате проведенных исследований уточнено влияние различных технологических факторов на
кинетику гидролиза этилсиликата дистиллированной водой без органических растворителей. На
основании полученных результатов можно выбрать состав золь-гель композиции и условия гидролиза
при ее изготовлении в зависимости от функционального назначения.
3
Иванов В.В., Черноусое А.А., Иртюго Л.А. Термические процессы взаимодействия TiB2 с воздухом
Методом термического анализа (термогравиметрия ТГ и дифференциальная сканирующая
калориметрия ДСК) исследовано взаимодействие порошков TiB2, произведенных методом СВС и
карботермическим синтезом (КТС), с воздухом в интервале температур 300—1473 К. Термограммы
окисления порошков существенно различаются при скорости нагрева 10 К/мин, но при 2 К/мин имеют
одинаковый характер и близкие по температуре дваосновных экзоэф-фекта окисления. Окисление
начинается около 770 К и идет достаточно интенсивно из-за образования несплошной,
газопроницаемой окалины. Здесь фиксируется первый ДСК-пик и ступенчатый рост массы на 7—9 %.
Далее жидкий В2О3 блокирует поверхность и скорость окисления падает. Второй экзоэффект и
прирост массы на ~ 20 % (СВС), ~ 50 % (КТС) вызван ростом дефектности окалины в результате
полиморфного превращения анатаз/рутил и приходится на интервал 880—1000 К. Выше ~ 980 К
окисление TiB2 снова замедляется в результате спекания защитного слоя и медленной диффузии
кислорода в ТК)
2. Полное окисление КТС-порошка заканчивается к Ts 1200 К, СВС-порошка — к Js
1400 К. На макромеханизм окисления порошков 11В2 слабо влияют особенности их дисперсионного
состава и морфологии, но кинетика процесса существенно зависит от этих факторов.
9
Проценко О.В., Рысцов В.Н., Игнатьев Д.Н. Влияние содержания оксида магния на физико-
механические свойства материалов на основе алюмомагнезиальной шпинели
Изучено влияние количества избытка оксида магния в композиционных материалах на основе алю-
момагнезиальной шпинели, спеченных при различных температурах, на структуру и такие физико-
механические свойства материалов, как прочность на изгиб, плотность и коэффициент термического
расширения. Сделан вывод о лучшей спекаемости материалов с избытком оксида алюминия по сравнению с
чистой алюмомагнезиальной шпинелью и возможности их применения в случаях, когда необходимо повысить
КТР материала, а также улучшить его прочностные свойства.
16
Радишевская Н.И. Закономерности синтеза окрашенных алюмошпинелей СВС-методом
Представлены и проанализированы результаты СВС пигментов на основе алюмошпинелей из оксидов
металлов и алюминия. Установлено, что окисление алюминия происходит через термитную реакцию и
прямое окисление алюминия. Показана зависимость цветовых характеристик от электронной и
пространственной конфигураций катионов переходных металлов. Предложена технологическая схема
получения шпинельсодержащих пигментов.
20
Усова З.Ю., Погребенков В.М. Керамический проппант на основе бората алюминия
Целью данной работы было исследование возможности изготовления проппанта из керамики на основе
бората алюминия. Показано, что проппант, полученный по двухстадийной технологии с
предварительным синтезом бората алюминия, обладает наименьшей насыпной и кажущейся
плотностью среди имеющихся на сегодняшний день на рынке проппантов, соответствует требованиям
стандарта API56 и ГОСТ 51761 и рекомендуется для использования в операциях гидроразрыва
формаций с низким пластовым давлением.
28
Огнеупоры для стекольной промышленности
Дзюзер В.Я., Никифоров Е.А. Энергоэффективная структура тепловой изоляции стекловаренных печей
Дана характеристика современных теплоизоляционных материалов, применяемых для теп-
ловой изоляции огнеупорной кладки рабочего пространства стекловаренных печей. Показа
но, что использование пенодиатомитовых изделий в холодной футеровке печных ограждений
обеспечивает снижение тепловых потерь в окружающую среду в 1,7 раза по сравнению с из-
вестными зарубежными данными. Приведены результаты расчета теплопередачи через мно-
гослойную кладку, подтверждающие техническую возможность и энергоэффективность при-
менения формованных пенодиатомитовых изделий для тепловой изоляции свода и стен высоко
температурных стекловаренных печей.
33
Производство
Мурзакова А.Р., Валеев И.Р., Шаяхметов У.Ш. Технология эффективных многофункциональных
керамических композиционных материалов
В статье рассмотрена технология эффективной многофункциональной композиционной керамики,
позволяющая получать изделия огнеупорного и конструкционного назначения высо-ю качества.
37
Суздальцев Е.И., Харитонов Д.В., Анашкина А.А. Исследования по оптимизации технологии
получения водных шликеров литийалюмосиликатного стекла. Часть
1. Модернизация помольного
оборудования
В работе представлены исследования по модернизации помольного оборудования, используемого при
приготовлении литейных водных шликеров на основе литийалюмосиликатного стекла.
40
Маркова СВ., Кормина И.В., Турлова О.В. Влияние «Литопласт М» в комплексном разжижителе на
свойства глинистых суспензий
Изучено действие новых эффективных разжижителей «Литопласт М» на реологические свойства
водного керамического шликера. Данная добавка позволяет получить более текучую суспензию при
влажности на 3,0 % меньше. Установлено, что шликер с данной добавкой обладает высоким
показателем устойчивости, низкой склонностью к адсорбции воздуха и ценообразованию.
45
Абдрахимов В.З., Петрова Т.М., Колпаков А.В. Исследование теплопроводности теплоизоляционных
изделий из отходов производства без применения традиционных природных материалов
Исследования показали, что полученный из отходов производств без применения природных
традиционных материалов теплоизоляционный легковесный кирпич, согласно требований ГОСТа
530—2007, имеет улучшенные теплотехнические характеристики.
49
Международное обозрение
Аницирис X., Шлегель Э., Хелшер Т. Сопротивление щелочной коррозии теплоизоляционного
материала на основе алюмината кальция - теоретическая оценка фазовых диаграмм
В статье описана устойчивость алюминатов кальция и возможность реакции с щелочью на основании
оценки фазовых диаграмм в субсолидусе при температурах 1100—1200 °С. В твердом состоянии
изменение объема сопровождается изменением плотности и сопоставимо с традиционными данными
о результатах щелочной коррозии. Главная тема — вычисление типа и количества щелочных
компонентов и изменение объема смеси твердых фазы для каждого из пяти образцов алюминатов
кальция. В результате реакции СА6 с щелочью формируется р-глинозем, объемное расширение
составляет приблизительно 14 % и твердая фаза разрушается. У других четырех алюминатов
кальция расширение 2,6 % или наблюдали сжатие 3,7 %, Поэтому ожидать стойкость к щелочам
можно именно для этих четырех алюминатов кальция.
В системе СаО—А12Оз самая низкотемпературная эвтектика соответствует 1435 °С между С3А и
С12А
7. Таким образом, уплотнение спеканием может начаться при температуре на 200—300 К ниже
температуры эвтектики. Поэтому для пористого теплоизоляционного материала на основе алюмината
кальция возможная температура применения составит 1100— 1200°С.
53
Брохен Е., Петчке И. Измерение и моделирование сопротивления термоудару огнеупорных
материалов на основе А12Оз и МдО
Методы, описанные в литературе, для оценки и прогнозирования сопротивления огнеупоров
термоудару редко принимают во внимание напряжения, которые фактически существует в готовом
изделии. С одной стороны, лабораторные испытания, как правило, выполняются на небольших
образцах и при условиях испытаний, отличающихся от фактических условий эксплуатации. С другой
стороны, классические «параметры качества» используют оценку сопротивления термоудару
огнеупоров, пренебрегая или упрощая градиент температур или напряжения, которые фактически
возникают на практике.
Проведены экспериментальные исследования и оценены измерения термостойкости огнеупоров на
основе AI2O3 и MgO. Кроме того, аналитически рассчитаны напряжения и получены результаты
параметров сопротивлений повреждению (R, R") и параметров сопротивления разрушению (R ""). Эти
результаты дают возможность улучшить прогнозирование стойкости исследуемых огнеупоров
термоудару и облегчить выбор промышленных огнеупоров.
58
Кастилло Г., КонтрерасЖ., Давила Ф., Гарсиа Л., Гомес К., Гонзалес И., Гузман А., Родригес
Э. Электроплавленые огнеупорные матрицы MgO-CaZrO3 с улучшенными в результате добавок
алюмомагниевой шпинели и герцинита свойствами для применения и в цементной промышленности
Представлена разработка инновационных электроплавленых материалов, не содержащих хрома с
использованием в качестве керамической связки двух различных типов шпинели (герцинита и
алюмомгниевой шпинели) для улучшения их свойств. Определены микроструктурные, физические,
механические и термические свойства матрицы электроплавленого MgO—CaZrO
3. Испытания
стойкости статическим и динамическим методом проведены путем химического воздействия
64
трехфазным цементным сырьем. Результаты показали, что термо-механические свойства новых
кирпичей значительно улучшены при увеличении содержания шпинели. Микроструктурный анализ
показал, что фазы шпинели помогают формировать прочную связь между огнеупорными фазами
оксида магния и цирконата кальция. Наконец, эти огнеупорные матрицы показали хорошую
термическую стабильность и превосходную химическую стойкость к воздействию цементной сырьевой
смеси.
ВонгЖ., Занг Б., Ксионг К. Исследование коррозионной стойкости к монооксиду углерода огнеупора
на основе андалузита
В этой статье описано изучение влияния различного содержания добавок на коррозионную стойкость
огнеупора на основе андалузита к моноксиду углерода при использовании различного типа андалузита
в качестве сырья. Определены физические свойства, минеральный состав и микроструктура образцов
огнеупоров на основе андалузита, а так же механизм коррозии огнеупора в моноксиде углерода при
500 °С в течение 200 ч. Результаты исследований показывают, что реакция коррозии вызывает
снижение прочности огнеупора на основе андалузита. В результате реакции в образцах и на их
поверхности осаждается углерод. Содержание оксида железа в образцах имеет значительное
влияние на количество осаждаемого углерода и на формирование макроскопических трещин.
70
Сырьевые материалы
Ахтямов Р.Я. К вопросу промышленной классификации вермикулитовых руд 73
Казьмина О.В., Кузнецова Н.А. Получение высокоэффективного теплоизоляционного строительного
материала на основе золошлаковых отходов тепловых электростанций
Показана возможность утилизации золошлаковых отходов сжигания каменных углей ГРЭС г. Томска в
производстве высокоэффективного теплоизоляционного пеностекольного материала. Разработана
энергосберегающая технология, установлены оптимальные составы стекольных шихт с учетом
расширения сырьевой базы. Приведены результаты исследований окислительно-восстановительных
и физико-механических характеристик материалов. Установлено, что полученный материал имеет
повышенные прочностные характеристики по сравнению с традиционным пеностеклом на основе
стеклобоя. Показана экономическая целесообразность получения пеностекольного материала на
основе золошлаковых отходов.
78
.