Файл: Строение и свойства стеклокристаллических материалов на основе горных пород и шлаков (г. Чимкент, 8-10 октября 1974 г.) [сборник статей] 250-летию АН СССР посвящается.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 173

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Таблица I.

 

 

Химичеокий состав исходных стекол.

 

 

s

г------- т ------- Т ------- je—»«»»<»——

 

 

 

пп I 3°2

j Ad2°3

! Ре203!

tyO

! CaO !л

г° * ¥ > !

к о ,

| *

1 •

56, 16

11,80

2,16

22,83

4,53

1,56

0,90

99,99

2.

56,42

11,80

2,16

22,99

4,54

1,03

0,90

100,00

3.

53,96

21,54

1,86

21,95

0,41

0,27

 

100,00

4.

55,67

20,55

1,67

19,56

0, +7

1,37

0,71

100,00

5.

56,27

20,27

1,61

13,87

0,50

1,70

0,73

100,00

6.

64,12

16,60

ху Зч

15,77

0,39

1,10

0,69

99,99

Двуокись титана вводилась в состав стекломассы как инициатор кристаллизации и ,ее содержание не превышало IjS. Доходные компо­ ненты перемешивали в агатовой ступке, затеи смеси брикетирова­ ли и прокаливали в течение 2 чао. при 1000°. Варку стекол осуизствляли в шамотных тиглях в силитовой печи при температуре 1450° в течение I чаоа. Для достижения однородности расплав пе­ риодически перевешивали платиновой палочкой. Стекло.отливали на стальную плиту и подвергали отжигу при температуре 600°.Од­ нородность полученных стекол проверяли под микроскопом. По ре­ зультатам исследования процессов отеклообраэования, варочных и выработочиых свойств .установлено, то наиболее благоприятными для получения стекол являются составы 1 и 2. Они были выбраны для дальнейших исследований. Попытки получить однородные отек­ ла на основе составов 3-6 в тех же температурных условиях не

дали желаемых результатов, так как эти иоотавы сильно вспучива­ лись в процессе варки, медленно гомогенизировались, плохо выли­ вались и частично кристаллизовались . в процесса охлаждения.

Были изучены следующие свойства синтезированных отенол: плот­ ность, показатель светопреломления, микротвердость, термостой­ кость, К .Т .Р., химическая стойкость и кристаллизационная опоооА кость. Табл 2.

Для выяснения последовательности выделения кристалличес­ ких фаз образцы подвергали изотермическому отчигу в течение 5 часов в температурном интервале от 900° до 1300°. Фазовый сос­ тав закристаллизованных стекол изучали о помощью рентгенографи­ ческого и микроскопического анализов. Табл.З. Как показали ис­ следования, процесс кристаллизации начинается при 900°. S ка­ честве первичной фазы, выделяется энотатит. На рентгенограмме образца, закристаллиЮЕанного при 1000°, наблюдается увеличе-

Таблица 2.

Некоторые свойства исходного и закристалли-

 

зованного

отекла

оостава

 

2.

Температура

!

 

!

I

КТР

кристалли-

Микрог* j Плот-

!Термо-

!

ции в °С;

! отой-

!

Ю+7

время крис­

твер­

нооть

!кость

1

таллизации

дость Н,

г/см^5

j , »с

!град-1

кг/мм2 1

9 часов

 

 

 

 

! Химическая

'стойкость в % i . ...

i HCI ! л/аон

{20 % {

2 ^

Отекло

т

2,65

550

46,7

70,3

98,5

900

872

2,65

900

50,7

-

-

1000

1060

2,70

т

49,5

69,4

99,9

1100

1023

2,72

950

48,6

т

-

1200

 

2,75

0*

-

71,2

99,9

Таблица 3.

ФааевыИ состав закристаллизованных о т од

Темпера-1

 

 

Показатель

тура

!Кристаляи-

.

оввтоярелом-

кЬиотад- i

ческие

. ..левая

..___

лизации

1

фазы

 

 

 

F p

°С

...»

 

J

*

1

 

900

 

Энстатвг

 

1,660

 

1,691

 

1000

 

Энстатит

 

1,660

 

1,651

 

 

Шпинель

 

1,672

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Энотатит

 

1,660

 

1,651

 

п о о

 

Шпинель

 

1672

 

1,524

 

 

 

Кордийри*

 

1,553

 

 

 

 

Энстатит

 

1,660

 

1,651

 

1200

 

Шпинель

 

1,672

 

 

 

 

Муллит

 

1,610

 

1,600

 

 

 

 

 

 

 

 

КОрДйвриТ

 

1,533

 

1,524

 

 

 

Энстатит

 

1*660

 

1,651

 

1250

 

Шпинель

 

1,672

 

1,600

 

 

 

МулЯит

 

1|Ь10

 

 

 

 

Корду-

 

1,533

 

1,524

и-

Характер кристаллизации

Начало кристаллизации

Кристаллизация объемная,

образцы мелкокристалли­ ческие, теиио-синего

цвета, имеют блеск

Интенсивная кристаллиза­ ция, образцы плотные,се­ рого цвета о коричневым оттенком

Образцы менее прочные,о признаками поверхностно­

го трекинообразования,

цвет кор .чневый. стеклофаза отсутствует.

Образцы крупнокристалли­ ческие, хрупкие, светло­ серого цвета

зш

нпе интенсивности линий анстатита и появление линий шпинели. При повышении температуры кристаллизации до 1100° резко увели­ чивается содержание энстатита, заметно возрастает шпинель и по­ является кордиерит, На рентгенограмме образца, закристаллизо.-- ■- ванного при 1200°, обнаружены сдабоинтенсивные' линии муллита. Начиная о 1200° проиоходит уменьшение содержания энстатита вследствие его взаимсдзйотвия с остаточными окислами алюминия и кремния, что приводит к образованию шпинели и кордиерита сог­ ласно реакции:

3Cay0*5i02)+3At203 + 2 S i02 I2£P 2My0*2At203*5 S i Og+ii^O*At20j

Выше 1250° в закристаллизованных образцах наблюдается уменьше­ ние содержания шпинели и возрастание концентрации кордиерита. Содержание муллита оотаетоя постоянным.Это свидетельствует о том, что образо"авшийся шпинель и остаточный кремнезем при выоских температурах вступают в реакцию, приводящую к образованию кордиерита:

2(;^0'А 2203) + 5 Sl Oz I2£2° ZttyO ZkCz05 ‘5SCOt l

Походя из теоретических соображений и практических рекоманда - ций /1 -5 /. получения ситаллов по одноступенчатому термическому режиму кристаллизации, на основе отекла №2 был получен отеклокриоталличеокий материал. Как видно из таблицы 2, о увеличени­ ем температуры криоталлизации плотность закриопллизировашшх стекол раотет и при 1000° достигает 2,70 г/ом3. Одновременно о увеличением плотности образцов возрастает микротвердооть и дос­ тигает максимального значен. я при 1000°, равного 1060 кг/м..2 . Подученный при этой температуре материал обладает повышенной щелочеотойкостыо, одновременно являясь и термостойким. Таким обравом, закристаллизованные стекла, полученные из природных материалов, обладают необходимой термостойкостью и плотностью, достаточной химичеокой устойчивостью, высокой ыикротвердоотью и поэтому могут быть использованы в качеотае конструкционных и отделочных материалов.

Л и т е р а т у р а :

1. П.У.Макмиллан. Стеклокерамика. "Мир". М., 1967.

2. F .М.Павлушкин. Основы технологии оиталлов. "Стройиэдат".

М.« 1970.

j . А.И.Бережной. Ситаллы и фотооиталлы. Изд."Машиностроение",

М., 1966.

306

4. S i u h iu Л’Я;

G tcS ttd L n ,

беъ , Sondvriiand / J 'кЫ Ш л ом & г

в е о Т к о г у ъ ф ,

3 1 * > */*■ !> )

l - i . t 3 $ 9 -

5. А.Г.Алексеев, В.В.Варгин, В.Н.Верцнер, Н.Е.Хинд, Ю.Н.Конд­ ратьев, В.3 .Подушно, ш.В.Серебрякова, Г.П.Тихомирова, Н.А.Тудоровокая, В.А.Флоринская. Катализированная регулируемая кристаллизация стекол литевоалшмосиликатной системы.Часть I . Издательство "Химия". Л.-a . 1964. '*

Ф.Г.АРУТЮНЯН, А.А.БАДАЛЯН, С.11.ПОГОСЯН

ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЛЕТАЛЛОКАМЕННЫХ ТРУБ И КОЛЕН (ОТВОДОВ)

Существенным недостатком пневмо транспортных трубопрово­ дов, транспортирующих такой абразивный материал как цемент, яв­ ляется быстрый износ изогнутых участков, по той причине, что они работают по принципу пескоотруйиых аппаратов, где цемент в виде тонкоизызльченного порошкообразного аоразива подается под большим давлением.

Сцелью защиты от быотрогд, износа подобных трубопроводов, применяются различные способы их футеровки каменным литьем,/1 ,2 /.

Нами предложен и осуществлен новый опоооб футеровки тру­ бопроводов каменным литьем. Он позволяет получать монолитную и беошовную каменную футеровку любой толщины и любой конфигурации

Для футеровки труб и колен новым способом была примене­ на петроситалловая маооа.

Сцелью синтеза петрургического материала, обладающего высокой химической отойкоотью и абразивоуотойчивостьш, нами бы­ ла исследована серия стекол на основе двух горных пород-базаль- та Халаджокого и трахидацита Арагацкого месторождений.

Врезультате указанных исследований выяснилось, что стек­ ло на основе базальта Халаджокого месторождения.(основная поро­ да, «S'1 02-43-44^5) обладает настолько высокой кристаллизационной способностью, что процесс к.жсталлизации почти не поддается уп­ равлению. Полученные изделия характеризуются крупнокристалли­ ческой структурой и относительно низкими прочностными показате­ лями. Высокое содержание окислов железа в породе (более 10%) приводит к низкой ее химической стойкости <(по отношению к серкой кислоте - 94,82%).

Стекло на основе другой породы - трахидацита (кислая

30 7

порода, J>d’02-65-66%),

напротив,

обладает малой кристаллизации

онной способностью. Температура нижнего предела кристаллизации

составляет около Ю00°С, что на 250°С превышает температуру

его размягчения. Химическая стойкость отекла из этой породы вы­

сокая (по

отношению к серной кислоте - 97-98/0.

 

 

 

 

Из

указанных двух пород, была составлена

шихта о преоб­

ладанием

Халаджского базальта.

 

 

 

 

 

 

3

 

качестве активатора кристаллизации

был применен хро­

мистый железняк, в количестве известном в петрургической техно­

логии.

3 результате исследований нами был подобран оптимальный

 

состав

синтетического материала (табл.1).

Таблица I .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

•

Содержание

компонентов

в вес %

 

 

j к^2^3!

|

klj/O

jTdQ2| £2^5

!

1^^2^зУ

1^2^^! ^^2^3

17,16

15,08

10,08

12,98

1,3

.0,01

0,22

6,91

2,19

1,8

1,35

Термическая обработка литых изделий производилась по двухстадийному режиму кристаллизации: I стадия - ?00оС о выдерж­

кой

I час; II стадия

- 900°С

с выдержекой 2 часа;

скорость

подъ­

ема

температуры - 80°С в ч^с.

 

 

 

3 результате

получен

стеклокристаллический

материал

о

мелкозернистой структурой, обладавший высокими физико-хиыичео*

кими и механическими

показателями

(табл.2).

Таблица 2,

 

 

 

 

 

Показатели

1

здиница

! Величина

показателя

 

 

I

измерения

. 1.....................

 

 

 

 

 

 

Плотность

 

 

г/см3

 

2,9

Кажущаяся пористость

 

% ‘

 

0,11

Износостой. есть

 

г/см42

0,0153

Предел прочности

 

кГ/см2

.700

- 300

при изгибе

 

 

при сжатии

 

 

 

2500

при разрыве

 

 

 

198

Термоотойкооть

 

теплосмен

 

11

Химичеокая стойкость

 

%

 

 

к конц.

H2 S0^

 

 

99,73

к конц.

нее-

 

 

98,71

 

 

 

 

-г-— -------■— ■

308

Смотрите также файлы