СТОЙКИЕ К ОКИСЛЕНИЮ НАНОУПРОЧНЕННЫЕ ПУ-ОГНЕУПОРЫ НА МОДИФИЦИРОВАННОЙ ФЕНОЛФОРМАЛЬДЕГИДНОЙ СМОЛЕ. ЧАСТЬ 4. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ФАЗООБРАЗОВАНИЯ В СИСТЕМАХ Mg‒O‒C‒Al, Mg‒O‒C‒Ni И МgO‒Al2O3‒NiO‒SiO2 ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ КОМПЛЕКСНОГО АНТИОКСИДАНТА SiC + Al + Ni (NiO)

Приведены результаты исследования синтеза и сосуществования образовавшихся фаз из компонентов комплексного органо-неорганического антиоксиданта, образующегося при  модифицировании фенолформальдегидной смолы (ФФС) и графита алкоксидом кремния и неорганическими или органическими прекурсорами никеля. Представлен термодинамический анализ систем Мg‒Al‒C, Mg‒O‒Ni‒C. Показаны сосуществование периклаза и углерода с алюминием и никелем, взаимодействие окислившихся антиоксидантов, т.  е.  Al₂O₃   и  NiO,  соответственно с периклазом и  синтезирующимся при  окислении антиоксиданта SiC, образовавшегося при  модифицировании ФФС кремнеземом. При  рассмотрении системы NiO‒MgO‒Al₂O3‒SiO₂ установлено,  что  в процессе службы из компонентов комплексного антиоксиданта будет синтезироваться в основном благородная шпинель, способствующая повышению эксплуатационной стойкости ПУ-огнеупоров в службе.

1. Окке, С. Характеристика окислительных процессов в углеродсодержащих огнеупорных материалах для металлургии / С. Окке, С. Андре, Ж.-П. Эраув [и др.] // Огнеупоры и техническая керамика. ― 2008. ― № 1. ― С. 55‒60.

2. Кривокорытов, Е. В. Высокоуглеродистые связующие в технологии огнеупорных изделий и коррозионностойкой керамики / Е. В. Кривокорытов, А. Г. Гурьев, Б. И. Поляк // Стекло и керамика. ― 1998. ― № 5. ― С. 12‒15.

3. Пат. 5438026 США, МПК7 С 04 В 35/01, С 04 В 35/66. Magnesite-carbon refractories and shapes made there from with improved thermal stress tolerance / Slusser W. ; заявитель и патентообладатель «Іndresco» Іnc. ― № 19910232381 ; заявл. 25.04.91 ; опубл. 01.08.95.

4. Taffin, C. The behaviour of the metal additives in MgO‒C and Al2O3 ‒C refractories / С. Taffin, J. Poirier // Interceram. ― 1994. ― Vol. 43, № 5. ― P. 458‒460.

5. Sadrnezhaad, S. K. Effect of Al antioxidant on the rate of oxidation of carbon in MgO‒C refractory / S. K. Sadrnezhaad, Z. A. Nemati, S. Mahshid [et al.] // J. Am. Ceram. Soc. ― 2007. ― Vol. 90, № 2. ― P. 509‒515.

6. Cемченко, Г. Д. Неформованные огнеупоры композиции Al2O3 ‒SiC‒C ; 2-е изд., испр. и доп. / Г. Д. Cемченко, Л. А. Анголенко, В. В. Повшук, А. С. Катюха ; под ред. Г. Д. Семченко. ― Харьков : Граф-ИКС, 2015. ― 220 с.

7. Кащеев, И. Д. Оксидноуглеродистые огнеупоры / И. Д. Кащеев. ― М. : Интермет Инжиниринг, 2000. ― 265 с.

8. Бамбуров, В. Г. Антиоксиданты в углеродсодержащих огнеупорах / В. Г. Бамбуров, О. В. Синцова, В. П. Семянников [и др.] // Огнеупоры и техническая керамика. ― 2000. ― № 2. ― С. 2‒5.

9. Бамбуров, В. Г. Антиокислители в углеродсодержащих огнеупорах / В. Г. Бамбуров, О. В. Сивцова // Химия твердого тела, структура и применение новых неорганических материалов. ― 1998. ― № 2. ― С. 66‒72.

10. Пат. 19954893 Германия, МПК7 С 04 В 35/66. Углеродсодержащий огнеупор с повышенной стойкостью к окислению и способ его изготовления / Barhta Peter, Jansen Helge ; заявитель и патентообладатель «Refractechnik Holding, Gmbh & Co. KG». ― № 19954893; заявл. 15.11.99 ; опубл. 17.05.05.

11. Sadrnezhaad, S. K. Oxidation mechanism of C in MgO‒C refractory bricks / S. K. Sadrnezhaad, S. Mahshid, B. Hashemi [et al.] // J. Europ. Ceram. Soc. ― 2006. ― Vol. 89, № 4. ― P. 1308‒1316.

12. Кащеев, И. Д. Взаимодействие алюминия с компонентами периклазоуглеродистых изделий / И. Д. Кащеев, Л. В. Серова // Новые огнеупоры. ― 2006. ― № 4. ― С. 118‒120. Kashcheev, I. D. Interaction between aluminum and periclase-carbon components / I. D. Kashcheev, L. V. Serova // Refractories and Industrial Ceramics. ― 2006. ― Vol. 47, № 2. ― Р. 125‒127.

13. Очагова, И. Г. Периклазоуглеродистые огнеупоры для футеровки кислородных конвертеров, дуговых печей и агрегатов внепечной обработки стали / И. Г. Очагова // Новости черной металлургии за рубежом. ― 1995. ― № 1. ― С. 137‒149.

14. Hiroyuki, S. Trends of refractories for BOF / S. Hiroyuki, K. Yukinobu // Shinagawa technical report. ― 1997. ― Vol. 40. ― P. 51‒62.

15. Тада, Х. Влияние алюминия на уплотнение структуры магнезиально-углеродистых огнеупорных изделий / Х. Тада, О. Номура, Х. Нисио // Тайкабуцу. ― 1995. ― Т. 2, № 2. ― С. 60‒65.

16. Хрущев, М. С. Термодинамическое исследование системы Al‒О‒С при высоких температурах / М. С. Хрущев // Изв. АН СССР. Металлы. ― 1969. ― № 6. ― С. 46‒49.

17. Филиненко, Н. Е. Об оксикарбидах алюминия / Н. Е. Филиненко, И. В. Лавров, С. В. Андреев // ДАН СССР. ― 1959. ― Т. 124, № 1. ― С. 155‒158.

18. Водопьянов, А. Г. О кинетике и механизме взаимодействия окиси алюминия с углеродом / А. Г. Водопьянов, А. В. Серебрякова, Г. Н. Кожевникова // Изв. АН СССР. Металлы. ― 1982. ― № 1. ― С. 43‒47.

19. Куликов, И. С. Термодинамика карбидов и нитридов : справочник / И. С. Куликов. ― Челябинск : Металлургия, 1988. ― 320 с.

20. Борисенко, О. Н. Термодинамическая оценка фазообразований в системе MgO‒С‒Al / О. Н. Борисенко, Г. Д. Семченко, Д. А. Бражник // Современные проблемы термодинамики и теплофизики : Всероссийская конф., посвященная 110-летию со дня рождения чл.корр. АН СССР П. Г. Стрелкова, 1‒3 декабря 2009 г. : тез. докладов. ― Новосибирск : ИНХ СО РАН, 2009. ― С. 57, 58.

21. Бережной, А. С. Многокомпонентные системы окислов / А. С. Бережной. ― Киев : Наукова думка, 1970. ― 544 с.

22. Климов, В. Л. Термодинамические свойства оксикарбидов алюминия: согласование с диаграммой состояния Al2O3‒Al4С3 / В. Л. Климов, Г. А. Бергман, О. К. Карлина. ― http://thermophysics.ru/pdf_doc/Klimov_dr.doc

23. Лидин, Р. А. Химические свойства неорганических веществ / Р. А. Лидин, В. А. Молочко, Л. Л. Андреева. ― М. : Химия, 2000. ― 480 с.

24. Рипан, Р. Неорганическая химия. В 2 т. Т. 2. Химия металлов / Р. Рипан, И. Четяну. ― М. : Мир, 1972. ― 872 с.

25. Угай, Я. А. Неорганическая химия / Я. А. Угай. ― М. : Высшая школа, 1989. ― 463 с.

26. Куликов, И. С. Термодинамика оксидов / И. С. Куликов. ― М. : Металлургия, 1986. ― 344 с.

27. Третьяков, Ю. Д. Химия нестехиометрических окислов / Ю. Д. Третьяков. ― М. : МГУ, 1974. ― 364 с.

28. Чекушкин, В. С. Термодинамика восстановления никеля и кобальта из кислородных и сульфатных соединений / В. С. Чекушкин, Н. В. Олейникова // J. of Siberian Federal University, Engineering and Technologies. ― 2008. ― № 1. ― Р. 58‒67.

29. Михаилиди, А. М. Получение частиц никеля в матрице гидроцеллюлозной пленки, активированной растворами щелочей / А. М. Михаилиди, Н. Е. Котельникова, Н. П. Новасив // Химия растительного сырья. ― 2010. ― № 3. ― С. 21‒28.

30. Семченко, Г. Д. Создание комплексного антиоксиданта-модификатора жидкой фенолформальдегидной смолы для повышения стойкости периклазоуглеродистых огнеупоров / Г. Д Семченко, В. В. Повшук, Д. А. Бражник [и др.] // Новые огнеупоры. ― 2015. ― № 12. ― С. 21‒24. Semchenko, G. D. Creation of a combined liquid phenolfomaldehyde antioxidant-modifier for improving per icla se ca rbon r ef ract or y l i fe / G. D. Semchenko, V. V. Povshuk, D. A. Brazhnik [et al.] // Refractories a n d I n d u s t r i a l C e r a m i c s . ― 2 0 16 . ― Vo l . 5 6 , № 6 . ― Р. 644‒647.

31. Рябин, В. А. Термодинамические свойства веществ / В. А. Рябин, М. А. Остроумов, Т. Ф. Смит. ― Л. : Химия, 1972. ― 392 с.

32. Пащенко, А. А. Теория цемента / А. А. Пащенко. ― Киев : Будивельник, 1991. ― 165 с.

33. Мельник, М. Т. Огнеупорный бетон на основе глиноземистого цемента с добавкой активного глинозема / М. Т. Мельник, Н. Н. Шаповалова // Огнеупоры. ― 1974. ― № 10. ― С. 56, 57.

34. Кубашевский, О. Металлургическая термохимия / О. Кубашевский, С. Б. Олкокк. ― М. : Металлургия, 1982. ― 392 с.

35. Третьяков, Ю. Д. Твердофазные реакции / Ю. Д. Третьяков. ― М. : Химия, 1978. ― 60 с.

36. Бабушкин, В. И. Термодинамика силикатов / В. И. Бабушкин, Г. М. Матвеев, О. П. Мчедлов-Петросян. ― М. : Стройиздат, 1986. ― 406 с.

37. Торопов, Н. А. Диаграммы состояния силикатных систем : cправочник. В 3 вып. Выпуск третий. Тройные силикатные системы / Н. А. Торопов, В. И. Барзаковский, В. В. Лапин [и др.]. ― Л. : Наука, Ленингр. отд., 1972. ― 448 с.

38. Торопов, Н. А. Диаграммы состояния силикатных систем : справочник. В 3 вып. Вып. первый. Двойные системы / Н. А. Торопов, В. П. Барзаковский, В. В. Лапин, Н. Н. Курцева. ― Л.: Наука, Ленингр. отд., 1969. ― 822 с.

39. Phillips, В. Phase еquilibria in the system NiO‒ Al2O3 ‒SiO2 / В. Phillips, J. J. Hutta, I. Warshaw // J. Am. Ceram. Soc. ― 1963. ― Vol. 46, № 12. ― P. 579‒583.

40. Логвинков, C. M. Термодинамика фазовых взаимоотношений в субсолидусе системы MgO‒Al2O3 ‒ SiO2 / С. М. Логвинков, Г. Д. Семченко, Д. А. Кобызева, В. И. Бабушкин // Огнеупоры и техническая керамика. ― 2001. ― № 12. ― С. 9‒15.

41. Вуд, Б. Основы термодинамики для геологов / Б. Вуд, Д. Фрейзер. ― М. : Мир, 1981. ― 184 с.

42. Кобызева, Д. А. Термодинамические аспекты фазообразования композитов в системе MgO‒Al2O3 ‒ SiO2 ‒NiO / Д. А. Кобызева, С. М. Логвинков, Г. Д. Семченко, Д. С. Логвинков // Вестник БГУ им. В. Г. Шухова. ― Науч.-теор. журнал : материалы Междунар. конгресса «Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии». ― 2003. ― № 5. ― С. 139‒141.