Механизм фазообразования керамического связующего в системе кордиерит ‒ сподумен, полученного из природных компонентов

О. И. Родимов; К. И. Иконников; Б. Л. Красный; М. А. Вартанян; Д. Д. Бернт; А. Л. Галганова; А. С. Сизова

doi:10.17073/1683-4518-2024-3-37-45

Механизм фазообразования керамического связующего в системе кордиерит ‒ сподумен, полученного из природных компонентов

О. И. Родимов, К. И. Иконников, Б. Л. Красный, М. А. Вартанян, Д. Д. Бернт, А. Л. Галганова, А. С. Сизова

https://doi.org/10.17073/1683-4518-2024-3-37-45

Полный текст:

Аннотация

Рассмотрены процесс синтеза, а также механизм фазообразования керамического связующего в системе кордиерит ‒ сподумен из природных компонентов: каолина, талька, глинозема, пирофиллита и карбоната лития. Связующее предназначено для получения пористой керамики на основе карбида кремния. Установлены температурные интервалы плавления и кристаллизации композиции в системе кордиерит ‒ сподумен, которые составляют 1070‒1225 и 1252‒1264 °С соответственно. Образование первичного расплава происходит в системе эвкриптит ‒ метасиликат лития при 1070 °С; при дальнейшем повышении температуры оставшиеся компоненты начинают в нем растворяться. Размеры кристаллов кордиерита в полученном керамическом связующем составляют 2‒5 мкм, сподумена 200‒400 нм.

Ключ. слова

пористая керамика, керамическое связующее, система кордиерит ‒ сподумен, фазообразование,

Об авторах

О. И. Родимов

ООО «НТЦ «Бакор»
Россия
Москва

К. И. Иконников

ООО «НТЦ «Бакор»
Россия

к. т. н.

Москва

Б. Л. Красный

ООО «НТЦ «Бакор»
Россия

д. т. н.

Москва

М. А. Вартанян

ФГБОУ ВО «Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева»
Россия
Москва

Д. Д. Бернт

ООО «НТЦ «Бакор»; Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» (Московский инженерно-физический институт)
Россия
Москва

А. Л. Галганова

ООО «НТЦ «Бакор»
Россия
Москва

А. С. Сизова

ООО «НТЦ «Бакор»
Россия
Москва

Список литературы

1. Паспорт национального проекта «Экология» (утв. 24.12.2018 Минприроды России). ― 48 с.

2. Красный, Б. Л. Системы и аппараты для очистки технологических и дымовых газов от твердых частиц компании ЗАО «НТЦ Бакор» / Б. Л. Красный, Д. А. Серебрянский // Пылегазоочистка. ― 2017. ― № 13. ― С. 29‒33.

3. Sizova, A. Influence of drying process on the aluminosilicate fiber hot gases filter element properties / A. Sizova, O. Rodimov, A. Galganova [et al.] // Ceram. Int. ― 2022. ― Vol. 48, № 19. ― P. 29165‒29174.

4. Ohji, M. Fukushima. Macro-porous ceramics: processing and properties / M. Ohji // Int. Mater. Rev. ― 2012. ― Vol. 57, № 2. ― P. 115‒131.

5. Liu, S. Fabrication and characterization of cordieritebonded porous SiC ceramics / S. Liu, Y.-P. Zeng, D. Jiang // Ceram. Int. ― 2009. ― Vol. 35, № 2. ― P. 597‒602.

6. Zhu, S. Preparation and characterization of SiC/ cordierite composite porous ceramics / S. Zhu, S. Ding, H. Xi [et al.] // Ceram. Int. ― 2007. ― Vol. 33, № 1. ― P. 115‒118.

7. Андрианов, Н. Т. Химическая технология керамики : уч. пособие для вузов / Н. Т. Андрианов, В. Л. Балкевич, A. B. Беляков [и др] ; под ред. И. Я. Гузмана. ― М. : РИФ «Стройматериалы», 2012. ― 496 с.

8. Ванчурин, В. И. Технология кордиеритовой керамики для производства катализаторов / В. И. Ванчурин, А. В. Федотов, А. В. Беляков, А. Ю. Петров // Новые огнеупоры. ― 2019. ― № 8. ― С. 49‒54.

9. Авакумов, Е. Г. Кордиерит ― перспективный керамический материал / Е. Г. Авакумов, А. А. Гусев. ― Новосибирск : изд. СО РАН, 1999. ― 166 с.

10. Лукин, Е. С. Новые виды корундовой керамики с добавками эвтектических расплавов / Е. С. Лукин, Н. А. Макаров, Н. А. Попова [и др.] // Конструкции из композиционных материалов. ― 2001. ― № 3. ― С. 28‒37.

11. Андреев, К. П. Получение термостойкой керамики в системе Li2O‒MgO‒Al2O3‒SiO2 : дис. … канд. техн. наук. ― Санкт-Петербург, 1998.

12. Филатова, Н. В. Некоторые свойства журавлиноложского каолина / Н. В. Филатова, Н. Ф. Косенко, К. С. Садкова // Импортозамещение, научно-техническая и экономическая безопасность : сборник статей V международной научно- технической конференции «Минские научные чтения-2022», Минск, 7‒9 декабря 2022 г. Т. 1. ― Минск : БГТУ, 2022. ― С. 308‒314.

13. Ptáček, P. The kinetic analysis of the thermal decomposition of kaolinite by DTG technique / P. Ptáček, F. Šoukal, T. Opravi [et al.] // Powder Technol. ― 2011. ― Vol. 208, № 1. ― P. 20‒25.

14. Castelein, O. The Influence of heating rate on thermal behavior and mullite formation from a kaolin raw material / O. Castelein, B. Soulestin, J. P. Bonnet, P. Blanchart // Ceram. Int. ― 2001. ― №. 55. ― P. 517‒522.

15. Hubadillah, S. K. Fabrications and applications of low cost ceramic membrane from kaolin: a comprehensive review / S. K. Hubadillah, M. H. Dzarfan Othman, T. Matsuura [et al.] // Ceram. Int. ― 2018. ― Vol. 44, № 5. ― P. 4538‒4560.

16. Гиренко, Г. С. Получение термостойкого керамического материала с низким ТКЛР / Г. С. Гиренко, И. А. Павлова // Актуальные проблемы развития технических наук : сборник статей участников XXIII oбластного конкурса научно-исследовательских работ «Научный Олимп» по направлению «Технические науки». ― Екатеринбург : Уральский федеральный университет, 2020. — С. 150‒162.

17. Liu, X. Investigation of the thermal decomposition of talc / X. Liu, X. Liu, Y. Hu // Clays Clay Miner. ― 2014. ― Vol. 62, № 2. ― P. 137‒144.

18. Шаяхметов, У. Ш. Огнеупорные композиции на основе пирофиллитового сырья / У. Ш. Шаяхметов, А. У. Шаяхметов, А. В. Захаров [и др.] // Новые огнеупоры. ― 2018. ― № 6. ― С. 8‒13.

19. Sanches-Soto, P. J. Thermal analysis of pyrophillite transformation / P. J. Sanches-Soto, J. L. Perеz-Rodriguez // Thermochim. Acta. ― 1989. ― Vol. 138. ― P. 267‒276.

20. Mukhopadhyay, T. K. Pyrophyllite as raw material for ceramic applications in the perspective of its pyrochemical properties / T. K. Mukhopadhyay, S. Ghatak, H. S. Maiti // Ceram. Int. ― 2010. ― Vol. 36. ― P. 909‒916.

21. Тимошевский, А. Н. Высокотемпературное разложение карбоната лития при атмосферном давлении / А. Н. Тимошевский, М. Г. Кталхерман, В. А. Емелькин [и др.] // Теплофизика высоких температур. ― 2008. ― Т. 46, № 3. ― С. 457‒465.

22. Amritphale, S. S. Sintering behaviour of pyrophyllite mineral: effect of some alkali and alkaline-earth metal carbonates / S. S. Amritphale, N. Chandra, R. Kumar // J. Mater. Sci. ― 1992. ― Vol. 27. ― P. 4797‒4804.

23. Udagawa, S. Formation of β-spodumene by solid state reaction between pyrophyllite and lithium carbonate / S. Udagawa, F. Ikawa, K. Urabe // 1972 International clay conference, Madrid, 25‒30 June 1972. ― 1972. ― Vol. 1. ― P. 185‒192.

24. Бабушкин, В. И. Термодинамика силикатов / В. И. Бабушкин, Г. М. Матвеев, О. П. Мчедлов-Петросян. ― М. : Госстройиздат, 1962. ― 266 с.

25. Кичкайло, О. В. Получение термостойких керамических материалов в системе Li2O–Al2O3–SiO2 / О. В. Кичкайло, И. А. Левицкий // Огнеупоры и техническая керамика. ― 2013. ― № 11/12. ― С. 50‒60.

26. Tang, T. Synthesis and characterization of lithium silicate powders / T. Tang, Z. Zhang, J.-B. Meng, D.-L. Luo // Fusion Engineering and Design. ― 2009. ― Vol. 84, № 12. ― P. 2124‒2130.

27. Торопов, Н. А. Диаграммы состояния силикатных систем : cправочник. Вып. третий. Тройные силикатные системы / Н. А. Торопов, В. П. Барзаковский, В. В. Лапин [и др.] ; под ред. Н. А. Торопова. ― Л. : Наука, 1972. ― 448 с.

Дополнительные файлы

Для цитирования: Родимов О.И., Иконников К.И., Красный Б.Л., Вартанян М.А., Бернт Д.Д., Галганова А.Л., Сизова А.С. Механизм фазообразования керамического связующего в системе кордиерит ‒ сподумен, полученного из природных компонентов. Новые огнеупоры. 2024;(3):37-45. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2024-3-37-45

For citation: Rodimov O.I., Ikonnikov K.I., Krasniy B.L., Vartanyan M.A., Bernt D.D., Galganova A.L., Sizova A.S. The mechanism of phase formation of a ceramic binder in the cordierite-spodumene system obtained from natural components. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2024;(3):37-45. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1683-4518-2024-3-37-45

Обратные ссылки

Обратные ссылки не определены.

ISSN 1683-4518 (Print)

Логин
Пароль