.png)
.png)
Послать статью по эл. почте 
Открытый доступ
Только для подписчиков
Керамические материалы в системе MgO‒Al2O3‒SiO2 на основе суспензий кварцевого стекла с огнеупорными наполнителями
https://doi.org/10.17073/1683-4518-2024-11-33-41
Аннотация
Исследовано влияние добавок MgAl2O4 (0‒10 %) на фазовый состав, микроструктуру и свойства кремнеземистых и алюмосиликатных огнеупоров, полученных на основе высококонцентрированной вяжущей суспензии кварцевого стекла. В кремнеземистых материалах взаимодействие MgAl2O4 с кварцевым стеклом приводит к синтезу кордиерита и образованию расплава при 1440 °C за счет плавления бинарной эвтектической смеси кордиерита с кремнеземом. Это обеспечивает связывание SiO2 в расплав при обжиге огнеупорных композитов с добавками шпинели, что улучшает спекание и повышает прочность материалов, а также снижает их термическое расширение при полиморфном превращении кристобалита. Введение шпинели в алюмосиликатные огнеупоры увеличивает их механическую прочность от 80 до 90‒100 МПа и повышает выход муллита за счет его кристаллизации из расплава MgO‒Al2O3‒SiO2.
Об авторах
А. В. МеженинРоссия
Ш. М. Шарафеев
Россия
к. т. н.
О. В. Казьмина
Россия
д. т. н.
В. И. Верещагин
Россия
д. т. н.
Список литературы
1. Dana, K. Refractories of Alumina-Silica System / K. Dana, S. Sinhamahapatra, H. S. Tripathi, A. Ghosh // Trans. Indian Ceram. Soc. ― 2014. ― Vol. 73, № 1. ― P. 1‒13. DOI: 10.1080/0371750X.2014.905265.
2. Кащеев, И. Д. Химическая технология огнеупоров : уч. пособие / И. Д. Кащеев, К. К. Стрелов, П. С. Мамыкин. ― М. : Интермет Инжиниринг, 2007. ― 752 с.
3. Revelo, C. F. 3D printing of kaolinite clay ceramics using the Direct Ink Writing (DIW) technique / C. F. Revelo, H. A. Colorado // Ceram. Int. ― 2018. ― Vol. 44, № 5. ― P. 5673-5682. DOI: 10.1016/j.ceramint.2017.12.219.
4. Ordoñez, E. Valorization of a hazardous waste with 3D-printing: сombination of kaolin clay and electric arc furnace dust from the steel making industry / E. Ordoñez, S. Neves Monteiro, H. A. Colorado // Mater. Des. ― 2022. ― Vol. 217. ― P. 110617. DOI: 10.1016/j.matdes.2022.110617.
5. Man, Y. Influence of 3D printed topological structure on lightweight mullite load bearing board in thermal environment / Y. Man, X. Luo, Z. Xie, D. Qu // Adv. Mater. Sci. Eng. ― 2020. ― Vol. 2020, № 1. ― P. 8340685. DOI: 10.1155/2020/8340685.
6. Zhu, K. Additive manufacturing of SiO2‒Al2O3 refractory products via Direct Ink Writing / K. Zhu, D. Yang, Z. Yu [et al.] // Ceram. Int. ― 2020. ― Vol. 46, № 17. ― P. 27254‒27261. DOI: 10.1016/j.ceramint.2020.07.210.
7. Yu, Z. Investigation on properties of Al2O3‒SiO2 complex shaped refractory fabricated by layered extrusion forming / Z. Yu, D. Yang, R. Wang [et al.] // Ceram. Int. ― 2020. ― Vol. 46, № 11. ― P. 18985‒18993. DOI: 10.1016/j.ceramint.2020.04.226.
8. Wang, L. Mechanical and microstructural properties of 3D-printed aluminate cement based composite exposed to elevated temperatures / L. Wang, W. Lin, H. Ma [et al.] // Constr. Build. Mater. ― 2022. ― Vol. 353. ― P. 129144. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2022.129144.
9. Shilar, F. A. A review of 3D printing of geopolymer composites for structural and functional applications / F. A. Shilar, S. V. Ganachar i, V. B. Patil [et al.] // Constr. Build. Mater. ― 2023. ― Vol. 400. ― Article 132869. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2023.132869.
10. Пивинский, Ю. Е. Кварцевая керамика / Ю. Е. Пивинский, А. Г. Ромашин. ― М. : Металлургия, 1974. ― 264 с.
11. Pivinskii, Yu. E. Engineering, manufacturing, and servicing of shaped and unshaped refractories based on highly concentrated ceramic binding suspensions / Yu. E. Pivinskii, E. M Grishpun, A. M. Gorokhovskii // Refract. Ind. Ceram. ― 2015. ― Vol. 56, № 3. ― Р. 245‒253. https:// doi.org/10.1007/s11148-015-9823-3. Пивинский, Ю. Е. Разработка технологии, производство и служба формованных и неформованных огнеупоров на основе ВКВС / Ю. Е. Пивинский, Е. М. Гришпун, А. М. Гороховский // Новые огнеупоры. ― 2015. ― № 5. ― С. 29‒39. DOI: 10.17073/1683-4518-2015-5-29-39.
12. Kharitonov, D. V. Effect of highly disperse SiO2 particles on the sintering of quartz сeramic: firing regime choice for quartz ceramic articles and the colloidal component concept / D. V. Kharitonov, N. A. Makarov, A. A. Anashkina [et al.] // Glass Ceram. ― 2018. ― Vol. 75, № 5/6. ― P. 190‒194. DOI: 10.1007/s10717-018-0053-2.
13. Sharafeev, Sh. M. Rheological characteristics of highly concentrated silica glass suspensions for 3D printing of refractories / Sh. M. Sharafeev, O. V. Kaz’mina, A. V. Gubanov [et al.] // Refract. Ind. Ceram. ― 2023. ― Vol. 64, № 6. ― Р. 595‒599. https://doi.org/10.1007/s11148-024-00897-3. Шарафеев, Ш. М. Реологические характери стики высококонцентрированных суспензий на основе кварцевого стекла для 3D-печати огнеупорных изделий / Ш. М. Шарафеев, О. В. Казьмина, А. В. Губанов [и др.] // Новые огнеупоры. ― 2023. ― № 11. ― С. 25‒30.
14. Sharafeev, S. M. Influence of refractory fillers on the properties of ceramics based on highly concentrated silica glass suspensions / S. M. Sharafeev, O. V. Kazmina, A. V. Gubanov [et al.] // Glass Ceram. ― 2024. ― Vol. 81, № 1/2. ― P. 17‒23. DOI: 10.1007/s10717-024-00652-7.
15. Liu, S. Fabrication and characterization of cordierite bonded porous SiC ceramics / S. Liu, Y.-P. Zeng, D. Jiang // Ceram. Int. ― 2009. ― Vol. 35, № 2. ― P. 597‒602. DOI: 10.1016/j.ceramint.2008.01.025.
16. Bai, C.-Y. Fabrication and properties of cordierite‒ mullite bonded porous SiC ceramics / C.-Y. Bai, X.-Y. Deng, J.-B. Li [et al.] // Ceram. Int. ― 2014. ― Vol. 40, № 4. ― P. 6225-6231. DOI: 10.1016/j.ceramint.2013.11.078.
17. Колобов, А. Ю. Особенности кристаллизации и свойств кварцевого стекла, полученного на плазмотронах ОАО «Динур» из кварцевого песка Раменского месторождения / А. Ю. Колобов, Г. А. Сычева // Физика и химия стекла. ― 2020. ― Т. 46, № 3. ― С. 281‒290. DOI: 10.31857/S0132665120030063.
18. Торопов, Н. А. Диаграммы состояния силикатных систем : справочник. Вып. 3. Тройные силикатные системы / Н. А. Торопов, В. П. Барзаковский, В. В. Ла пин [и др.] ; ред. В. П. Барзаковский. ― Л. : Наука, 1972. ― 448 с.
19. Торопов, Н. А. Диаграммы состояния силикатных систем : справочник. Вып. 1. Двойные силикатные системы / Н. А. Торопов, В. П. Барзаковский, В. В. Лапин [и др.] ; ред. Н. А. Торопов. ― Л. : Наука, 1969. ― 410 с.
20. Davis, R. F. Diffusion and reaction studies in the system Al2O3‒SiO2 / R. F. Davis, J. A. Pask // J. Am. Ceram. Soc. ― 1972. ― Vol. 55, № 10. ― P. 525‒531. DOI: 10.1111/j.1151-2916.1972.tb13421.x.
21. Saruhan, B. Reaction and sintering mechanisms of mullite in the systems cristobalite/α-Al2O3 and amorphous SiO2/α-Al2O3 / B. Saruhan, W. Albers, H. Schneider, W. A. Kaysser // J. Eur. Ceram. Soc. ― 1996. ― Vol. 16, № 10. ― P. 1075‒1081. DOI: 10.1016/0955-2219(96)00023-4.
Дополнительные файлы
Для цитирования: Меженин А.В., Шарафеев Ш.М., Казьмина О.В., Верещагин В.И. Керамические материалы в системе MgO‒Al2O3‒SiO2 на основе суспензий кварцевого стекла с огнеупорными наполнителями. Новые огнеупоры. 2024;(11):33-41. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2024-11-33-41
For citation: Mezhenin A.V., Sharafeev S.M., Kaz’mina O.V., Vereshchagin V.I. Ceramics in the MgO‒Al2O3‒SiO2 system based on silica glass suspension with refractory fillers. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2024;(11):33-41. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1683-4518-2024-11-33-41
Обратные ссылки
- Обратные ссылки не определены.