05.17.11 "Технологія тугоплавких неметалічних матеріалів"

Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/17839

Переглянути

Зараз показуємо 1 - 20 з 45

Теоретичні основи технології тугоплавких неформованих матеріалів на основі композицій системи (Mg, Ca, Sr, Ba)O – Al₂O₃ – Cr₂O₃
(НТУ "ХПІ", 2015) Корогодська, Алла Миколаївна
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук зі спеціальності 05.17.11 – технологія тугоплавких неметалічних матеріалів. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2015 р. Дисертацію присвячено створенню теоретичних основ технології тугоплавких неформованих матеріалів з високою міцністю, вогнетривкістю та стійкістю до дії агресивних середовищ на основі алюмінатів і хромітів лужноземельних елементів за рахунок цілеспрямованого формування фазового складу та структури клінкеру, цементного каменю і бетону. Систематизовано базу термодинамічних даних; на основі встановлених фазових рівноваг уточнено та досліджено субсолідусну будову потрійних та чотирикомпонентних підсистем багатокомпонентної системи (Mg, Ca, Sr, Ba)O – Al₂O₃ – Cr₂O₃ та встановлено їх подібність, яка полягає у співіснуванні алюмінатів з хромітом лужноземельного елементу та з периклазом, що обумовлює стабільні технологічні параметри твердофазного синтезу вогнетривких алюмохромітних в'яжучих матеріалів та бетонів на основі їх композицій. Встановлено особливості протікання процесів фазоутворення та гідратації алюмохромітних цементів, визначено механізми структуроутворення клінкерів та цементного каменю. Розроблено склади високоміцних, вогнетривких алюмохромітних цементів та бетонів на їх основі, визначено їх основні фізико-механічні та технічні властивості. Розроблено ресурсо- та енергозберігаючу технологію отримання алюмохромітних цементів з використанням відходів хімічної галузі промисловості. Неформовані матеріали, розроблені з використанням алюмохромітних цементів було апробовано в промислових та напівпромислових умовах з позитивним результатом, а результати досліджень впроваджені у практику навчального процесу.
Силікаткальцієві легковагі вироби, що отримані прямим твердофазовим синтезом з сировинних матеріалів України
(НТУ "ХПІ", 2015) Крахмаль, Юлія Олександрівна
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.11 – технологія тугоплавких неметалічних матеріалів. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2015. Дисертацію присвячено розробці технології силікаткальцієвих легковагих виробів, що отримані прямим твердофазовим синтезом з сировинних матеріалів України. Встановлено раціональний склад шихти та технологічні параметри, що забезпечують отримання силікаткальцієвих легковагих виробів з уявною щільністю 500–1000 кг/м³ та границею міцності при стисненні 1,6–6,0 МПа. Визначено, що високий вихід псевдоволастоніту (до 92 об. %) утворюється за рахунок використання комбінованого вапновміщуючого матеріалу, що складається з крейди і гіпсу напівводяного у співвідношенні 3: 1 у перерахунку на СаО. Виконано термодинамічний аналіз і досліджено процеси фазоутворення при термообробці у зразках складу, що включає крейду, гіпс напівводяний і кварц пиловидний та з чистих оксидів кальцію і кремнію з нестехіометрічним (0,9) для утворення воластоніту співідношенням СаО : SiO₂. Встановлено, що утворення псевдоволастоніту у суміші сировинних матеріалів протікає через утворення проміжних сполук – ларніту і β-воластоніту. Визначено, що дослідні зразки легковагих виробів характеризуються мікропористою структурою. Отримані вироби рекомендовані для служби при температурах до 1300 і 1250 ⁰С. Показано, що незмінність фазового складу силікаткальцієвих легковагих виробів, а також виключення об'ємних змін при поліморфному перетворенні воластоніту у псевдоволастоніт при їх службі в теплових агрегатах забезпечується за рахунок цілеспрямованого синтезу у виробах псевдоволастоніту при їх термообробці. Встановлено, що теплопровідність дослідних зразків легковагих виробів, які мають мікропористу структуру, у ~ 1,2–2,5 рази має більш низькі значення порівняно з крупнопористими шамотними легковагими виробами. Визначено, що розроблені вироби стійкі до розплаву алюмінію і доцільно рекомендувати їх замість азбествміщуючих матеріалів. Технологію силікаткальцієвих легковагих виробів впроваджено у виробництво у ПАТ "УкрНДІВ ім. А. С. Бережного".
Силикаткальциевые легковесные изделия, полученные прямым твердофазовым синтезом из сырьевых материалов Украины
(Украинский научно-исследовательский институт огнеупоров им. А. С. Бережного, 2015) Крахмаль, Юлия Александровна
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.17.11 – технология тугоплавких неметаллических материалов. – Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", Харьков, 2015. Диссертация посвящена разработке технологии силикаткальциевых легковесных изделий, полученных прямым твердофазовым синтезом из сырьевых материалов Украины. Исследовано влияние вида и количества известьсодержащих компонентов на фазовый состав и свойства силикаткальциевых легковесных изделий. Установлено, что высокий выход псевдоволластонита (до 92 об. %), полученного путем прямого твердофазного синтеза при одноразовой термообработке непосредственно в изделиях, образуется за счет использования комбинированного известьсодержащего материала, состоящего из мела и гипса полуводного в соотношении 3:1 в пересчете на СаО. Показано, что для изготовления силикаткальциевых легковесных изделий целесообразно использовать кварц молотый пылевидный с преобладающим размером частиц 4–20 мкм. Определена эффективная влажность массы (33 %) для литья легковесных изделий. На основании результа-тов исследования установлены рациональный состав шихты (43 мас. % мела, 20 мас. % гипса полуводного и 37 мас. % кварца пылевидного) и технологические параметры, обеспечивающие получение изделий с кажущейся плотностью 800–1000 кг/м³ и пределом прочности при сжатии 5,0–6,0 МПа с использованием в качестве основного порообразователя воды. Разработана технология силикаткальциевых легковесных изделий с низкими кажущейся плотностью и теплопроводностью, микропористой структурой, высоким содержанием псевдоволластонита, устойчивых к действию расплава алюминия, которая внедрена в ПАО "УкрНИИО имени А. С. Бережного".
Низькотемпературний електротехнічний фарфор
(НТУ "ХПІ", 2015) Дайнеко, Катерина Борисівна
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.11 – технологія тугоплавких неметалічних матеріалів. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2015 р. Дисертацію присвячено розробці енергоощадної технології фарфору електро-технічного призначення на основі вітчизняної пірофілітової та польовошпатової сировини. При проектуванні складів низькотемпературного електрофарфору використані результати мікрорівневого моделювання поведінки матеріалу при механічних навантаженнях та фізико-хімічних досліджень композицій, що належать елементарному тетраедру A₃S₂–NAS₆–KAS₆–S системи Na₂O–K₂O–Al₂O₃–SiO₂. Область композицій для розробки фарфору з температурою випалу 1200 °С обмежена вмістом компонентів, мас. %: SiO₂ 55÷65, Al₂O₃ 20÷45, K₂O 2÷4, Na₂O 2÷4. Встановлено, що для інтенсифікації спікання та фазоутворення електрофарфору при зниженій температурі випалу необхідним є використання комплексних плавнів та мінералізуючих добавок. На основі досліджень складу та властивостей вітчизняних та зарубіжних польовошпатових і пірофілітових матеріалів обґрунтовано вибір сировини для виробництва низькотемпературного електрофарфору. Встановлено фізико-хімічні закономірності формування низькотемпературного електрофарфору та отримані математичні моделі залежностей його властивостей від складу мас. Розроблено склади і технологічні параметри виготовлення низько-температурного електрофарфору з комплексом високих електрофізичних та механічних властивостей (пробивна напруга Епр = 30 кВ∙мм¯¹, питомий об'ємний електроопір ρV20°С = 4,1·10¹⁴ Ом·см, тангенс кута діелектричних втрат tg δ ·10³= 12,1, міцність на розрив ζрозр = 31 МПа).
Теоретические основы технологии тугоплавких неформованных материалов на основе композиций системы (Mg, Ca, Sr, Ba)O – Al₂O₃ – Cr₂O₃
(НТУ "ХПИ", 2015) Корогодская, Алла Николаевна
циальности 05.17.11 – технология тугоплавких неметаллических материалов. – Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", Харьков, 2015 г. Диссертационная работа посвящена решению научно-практической проблемы создания теоретических основ технологии тугоплавких неформованных материалов с высокой прочностью, огнеупорностью и стойкостью к воздействию агрессивных сред на основе алюминатов и хромитов щелочноземельных элементов за счет целенаправленного формирования фазового состава и структуры клинкера, цементного камня и бетона. Систематизирована база термодинамических данных соединений, входящих в состав многокомпонентной системы (Mg, Ca, Sr, Ba)O – Al₂O₃ – Cr₂O₃, на основе установленных фазовых равновесий исследовано субсолидусное строение ее трех- и четырехкомпонентных подсистем и установлено их подобие, заключающееся в сосуществовании алюминатов с хромитом щелочноземельного элемента и с периклазом, что обусловливает устойчивые технологические параметры твердофазного синтеза высокопрочных, огнеупорных алюмохромитных вяжущих материалов и бетонов на их основе. На основании данных регрессионного анализа и результатов физико-механических испытаний оптимизированы составы алюмохромитных цементов и установлено соответствие их характеристик требованиям нормативной документации: нормальная густота цементного теста 23 – 29 %; сроки схватывания: начало – от 40 мин до 2 час, конец – от 55 мин до 4 час 15 мин; предел прочности при сжатии в возрасте 28 суток твердения 57 – 75 МПа; предел прочности при изгибе в возрасте 28 суток твердения 6,2 – 6,8 МПа, огнеупорность – 1700 – 1900 °С. Исследованы особенности протекания процессов фазообразования клинкеров алюмохромитных цементов и установлено, что в начальный период протекания процесса фазообразования скорость реакций лимитируется химическим взаимодействием компонентов сырьевой смеси на границе раздела фаз и только после образования непрерывного слоя продуктов твердофазных реакций скорость процесса определяется диффузией компонентов в реакционную зону. Последовательность образования фаз (монохромит – моноалюминат – трехосновный хромит – трехосновный алюминат) подтверждена рентгенофазовыми исследованиями, термодинамическими расчетами и расчетами энергии кристаллической решетки, что обусловливает формирование дефектной структуры алюмохромитных клинкеров. Исследованы клинкеры алюмохромитных цементов и установлено, что их расчетный фазовый состав соответствует экспериментально полученным составам. Наличие в клинкерах ограниченных твердых растворов дефектной структуры обусловливает повышенную механическую прочность за счет возрастания свободной энергии кристаллической решетки.
Низькотемпературний електротехнічний фарфор
(НТУ "ХПІ", 2015) Дайнеко, Катерина Борисівна
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.11 – технологія тугоплавких неметалічних матеріалів. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2015 р. Дисертацію присвячено розробці енергоощадної технології фарфору електро-технічного призначення на основі вітчизняної пірофілітової та польовошпатової сировини. При проектуванні складів низькотемпературного електрофарфору використані результати мікрорівневого моделювання поведінки матеріалу при механічних навантаженнях та фізико-хімічних досліджень композицій, що належать елементарному тетраедру A₃S₂–NAS₆–KAS₆–S системи Na₂O–K₂O–Al₂O₃–SiO₂. Область композицій для розробки фарфору з температурою випалу 1200 °С обмежена вмістом компонентів, мас. %: SiO₂ 55÷65, Al₂O₃ 20÷45, K₂O 2÷4, Na₂O 2÷4. Встановлено, що для інтенсифікації спікання та фазоутворення електрофарфору при зниженій температурі випалу необхідним є використання комплексних плавнів та мінералізуючих добавок. На основі досліджень складу та властивостей вітчизняних та зарубіжних польовошпатових і пірофілітових матеріалів обґрунтовано вибір сировини для виробництва низькотемпературного електрофарфору. Встановлено фізико-хімічні закономірності формування низькотемпературного електрофарфору та отримані математичні моделі залежностей його властивостей від складу мас. Розроблено склади і технологічні параметри виготовлення низько-температурного електрофарфору з комплексом високих електрофізичних та механічних властивостей (пробивна напруга Епр = 30 кВ∙мм¯¹, питомий об'ємний електроопір ρV20°С = 4,1·10¹⁴ Ом·см, тангенс кута діелектричних втрат tg δ ·10³= 12,1, міцність на розрив ζрозр = 31 МПа).
Склокристалічні покриття по сплавах титану в системі R₂O – RO – RO₂ – R₂O₃ – P₂O₅ – SіO₂ для кісткового ендопротезування
(НТУ "ХПІ", 2016) Шадріна, Галина Миколаївна
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.11 – технологія тугоплавких неметалічних матеріалів. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2016 р. Дисертацію присвячено розробленню основ технології одержання склокристалічних покриттів по сплавах титану на основі системи R₂O – RO – RO₂ – R₂O₃ – P₂O₅ – SіO₂ для кісткового ендопротезування. Сформульовано наукові положення одержання кальційсилікофосфатних склокристалічних покриттів як біоактивних компонентів ендопротезів кульшового суглобу та нижньої шелепи. Обрано вихідну склоутворюючу систему та встановлено механізм структуро- і фазоутворення в модельних стеклах та особливості формування на їх основі покриттів по сплавах титану під час термічної обробки. Розроблено технологію одержання біоактивних склокристалічних покриттів з мікро-твердістю H = 6620 ÷ 7050 МПа, параметром тріщиностійкості K1C = 2,01 ÷ 2,73 МПа·м1/2, твердістю за Віккерсом HV = 5440 ÷ 5660 МПа, адгезійною міцністю σадг = 16 ÷ 17 МПа та підтверджено формування апатитоподібного шару на поверхні розроблених покриттів in vitro, що дозволяє використовувати їх в умовах змінних динамічних навантажень.
Склокристалічні покриття по сплавах титану в системі R₂O – RO – RO₂ – R₂O₃ – P₂O₅ – SіO₂ для кісткового ендопротезування
(НТУ "ХПІ", 2016) Шадріна, Галина Миколаївна
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.11 – технологія тугоплавких неметалічних матеріалів. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2016 р. Дисертацію присвячено розробленню основ технології одержання склокристалічних покриттів по сплавах титану на основі системи R₂O – RO – RO₂ – R₂O₃ – P₂O₅ – SіO₂ для кісткового ендопротезування. Сформульовано наукові положення одержання кальційсилікофосфатних склокристалічних покриттів як біоактивних компонентів ендопротезів кульшового суглобу та нижньої шелепи. Обрано вихідну склоутворюючу систему та встановлено механізм структуро- і фазоутворення в модельних стеклах та особливості формування на їх основі покриттів по сплавах титану під час термічної обробки. Розроблено технологію одержання біоактивних склокристалічних покриттів з мікро-твердістю H = 6620 ÷ 7050 МПа, параметром тріщиностійкості K1C = 2,01 ÷ 2,73 МПа·м1/2, твердістю за Віккерсом HV = 5440 ÷ 5660 МПа, адгезійною міцністю σадг = 16 ÷ 17 МПа та підтверджено формування апатитоподібного шару на поверхні розроблених покриттів in vitro, що дозволяє використовувати їх в умовах змінних динамічних навантажень.
Безвипальні вогнетриви на фосфатних зв'язуючих на основі композицій системи Al₂O₃–SiO₂–CaO–Р₂O₅
(НТУ "ХПІ", 2017) Харибіна, Юлія Вячеславівна
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук (доктора філософії) за спеціальністю 05.17.11 "Технологія тугоплавких неметалічних матеріалів". – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2017. Дисертацію присвячено розробці теоретичних основ і впровадження у виробництво технології безвипальних мулітокорундових вогнетривів на основі композицій системи Al₂O₃–SiO₂–CaO–Р₂O₅. Досліджено будову системи Al₂O₃–SiO₂–CaO–Р₂O₅ в області субсолідуса. Створено базу термодинамічних констант сполук системи. Розраховано коефіцієнти рівняння залежності теплоємкості від температури, стандартні значення ентропії і ентальпії для деяких сполук системи. Проведено термодинамічний аналіз спряжених реакцій даної системи. Досліджено фазові рівноваги в системі, визначено співіснуючі фази і здійснено повну розбивку системи на елементарні тетраедри, визначено їх відносний об'єм, мінімальну температуру появи розплаву та ступінь асиметрії. Надано геометро-топологічну характеристику фаз системи та побудовано топологічний граф взаємозв'язку елементарних тетраедрів. Виявлено елементарні тетраедри, які описують склади мулітокорундового вогнетриву і шлаку. Встановлено, що використання лому мулітокорундових виробів поліфракційного складу в якості основи для виробництва безвипальних мулітокорундових вогнетривів сприяє отриманню виробів з високими експлуатаційними характеристиками. Для дослідження впливу фракційного складу наповнювача на властивості мулітокорундового вогнетриву використано симплекс-гратчаті плани Шефе, що відображають зв'язок складу з властивостями досліджуваної системи. Розроблено технологічні параметри і склади мас безвипальних мулітокорундових вогнетривів на основі композицій системи Al₂O₃–SiO₂–CaO–Р₂O₅. і рекомендовано щодо впровадження цієї технології в виробництво.
Безпігментні одношарові склоемалеві покриття для побутової техніки
(НТУ "ХПІ", 2017) Одинцова, Олександра Павлівна
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук (доктора філософії) за спеціальністю 05.17.11 "Технологія тугоплавких неметалічних матеріалів". – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2017. Дисертацію присвячено розробці безпігментних одношарових хімічно та термічно стійких темнозабарвлених склоемалевих покриттів для захисту побутової техніки, зокрема кухонних газових та електричних плит, що отримуються за технологією POESTA. Синтезовано основи отримання покриттів вказаного типу, згідно із якими розробляється скломатриця із заданими фізико-хімічними властивостями, на основі якої отримується склоемалева фрита шляхом введення в оптимізований склад скла комплексного активатору зчеплення, одночасно виконуючий роль активного забарвлюючого комплексу, який поєднує задані міцнісні характеристики безпігментних одношарових темнозабарвлених склоемалевих покриттів. Встановлено межі значень структурних факторів, які забезпечують міцну структуру кремнекисневого каркасу скла в системі R₂O (Na₂O+K₂O+Li₂O) – RO (CaO+BaO+SrO+MgO) – TiO₂ – ZrO₂ – B₂O₃ – SiO₂ і заданий рівень її структурнозалежних експлуатаційних властивостей за рахунок встановлених співвідношень склоутворювачів і модифікаторів. Розроблено склад і співвідношення комплексного активатора зчеплення із урахуванням його впливу на характеристики міцності системи "склоемаль – сталь", корозійну здатність склорозплаву та експлуатаційні властивості покриттів, який одночасно виконує роль активного забарвлюючого комплексу. Обрано іонний механізм забарвлення та встановлено колірні координати в ККС XYZ, RGB, L*a*b. Проведено промислові та лабораторно-промислові випробування на підприємствах та розроблено практичні рекомендації щодо використання результатів.
Теплоелектроізоляційний матеріал та вироби з нього з підвищеною стійкістю в потоках іонізованого газу
(НТУ "ХПІ", 2017) Макаренко, Вікторія Василівна
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.11 – технологія тугоплавких неметалічних матеріалів. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2017 р. Дисертацію присвячено розробці технології корундових композиційних матеріалів і виробів із них складної конфігурації для експлуатації в потоках іонізованого газу замість дорогих ГП аналогів, що використовуються в новій техніці. При проектуванні складів КМ на основі системи Аl₂O₃–SiO₂ використано можливості механохімічної активації процесів синтезу тугоплавких сполук при модифікації корундового наповнювача алкоксидом кремнію та при використанні золь-гель зв'язуючих, в тому числі з добавкою борної кислоти, для інтенсифікації мулітоутворення, покриття поверхні полікристалічного волокна алкоксидом кремнію для запобігання його кристалізації при нагріванні та ущільнення при пресуванні мас на основі електрокорунду та керамічного волокна за рахунок використання комплексного звязуючого парафін–золь із етилсилікату. Встановлено фізико-хімічні процеси при нагріванні модифікованих компонентів, їх сумішей із різними зв'язуючими, встановлено режими термообробки мас при використанні різних середовищ. Розроблено склади та технологічні пара-метри виготовлення КМ з використанням мулітокремнеземного та полікристалічного волокна для виготовлення виробів різного призначення з комплексом високих механічних властивостей. Розроблений композиційний матеріал одно-рідної структури для служби в потоках іонізованого газу характеризується межею міцності при стиску вище, ніж 900 МПа, тріщиностійкістю 12,0 МПа·м⁰ˈ⁵, електроопором 3·10¹¹ Ом, термостійкістю – більш, ніж 50 термозмін 1000 ⁰С–вода.
Безвипальні вогнетриви на фосфатних зв'язуючих на основі композицій системи Al₂O₃–SiO₂–CaO–Р₂O₅
(НТУ "ХПІ", 2017) Харибіна, Юлія Вячеславівна
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук (доктора філософії) за спеціальністю 05.17.11 "Технологія тугоплавких неметалічних матеріалів". – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2017. Дисертацію присвячено розробці теоретичних основ і впровадження у виробництво технології безвипальних мулітокорундових вогнетривів на основі композицій системи Al₂O₃–SiO₂–CaO–Р₂O₅. Досліджено будову системи Al₂O₃–SiO₂–CaO–Р₂O₅ в області субсолідуса. Створено базу термодинамічних констант сполук системи. Розраховано коефіцієнти рівняння залежності теплоємкості від температури, стандартні значення ентропії і ентальпії для деяких сполук системи. Проведено термодинамічний аналіз спряжених реакцій даної системи. Досліджено фазові рівноваги в системі, визначено співіснуючі фази і здійснено повну розбивку системи на елементарні тетраедри, визначено їх відносний об'єм, мінімальну температуру появи розплаву та ступінь асиметрії. Надано геометро-топологічну характеристику фаз системи та побудовано топологічний граф взаємозв'язку елементарних тетраедрів. Виявлено елементарні тетраедри, які описують склади мулітокорундового вогнетриву і шлаку. Встановлено, що використання лому мулітокорундових виробів поліфракційного складу в якості основи для виробництва безвипальних мулітокорундових вогнетривів сприяє отриманню виробів з високими експлуатаційними характеристиками. Для дослідження впливу фракційного складу наповнювача на властивості мулітокорундового вогнетриву використано симплекс-гратчаті плани Шефе, що відображають зв'язок складу з властивостями досліджуваної системи. Розроблено технологічні параметри і склади мас безвипальних мулітокорундових вогнетривів на основі композицій системи Al₂O₃–SiO₂–CaO–Р₂O₅. і рекомендовано щодо впровадження цієї технології в виробництво.
Безпігментні одношарові склоемалеві покриття для побутової техніки
(НТУ "ХПІ", 2017) Одинцова, Олександра Павлівна
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук (доктора філософії) за спеціальністю 05.17.11 "Технологія тугоплавких неметалічних матеріалів". – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2017. Дисертацію присвячено розробці безпігментних одношарових хімічно та термічно стійких темнозабарвлених склоемалевих покриттів для захисту побутової техніки, зокрема кухонних газових та електричних плит, що отримуються за технологією POESTA. Синтезовано основи отримання покриттів вказаного типу, згідно із якими розробляється скломатриця із заданими фізико-хімічними властивостями, на основі якої отримується склоемалева фрита шляхом введення в оптимізований склад скла комплексного активатору зчеплення, одночасно виконуючий роль активного забарвлюючого комплексу, який поєднує задані міцнісні характеристики безпігментних одношарових темнозабарвлених склоемалевих покриттів. Встановлено межі значень структурних факторів, які забезпечують міцну структуру кремнекисневого каркасу скла в системі R₂O (Na₂O+K₂O+Li₂O) – RO (CaO+BaO+SrO+MgO) – TiO₂ – ZrO₂ – B₂O₃ – SiO₂ і заданий рівень її структурнозалежних експлуатаційних властивостей за рахунок встановлених співвідношень склоутворювачів і модифікаторів. Розроблено склад і співвідношення комплексного активатора зчеплення із урахуванням його впливу на характеристики міцності системи "склоемаль – сталь", корозійну здатність склорозплаву та експлуатаційні властивості покриттів, який одночасно виконує роль активного забарвлюючого комплексу. Обрано іонний механізм забарвлення та встановлено колірні координати в ККС XYZ, RGB, L*a*b. Проведено промислові та лабораторно-промислові випробування на підприємствах та розроблено практичні рекомендації щодо використання результатів.
Теплоэлектроизоляционный материал и изделия из него с повышенной стойкостью в потоках ионизованного газа
(НТУ "ХПИ", 2017) Макаренко, Виктория Васильевна
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.17.11 – технология тугоплавких неметаллических материалов. – Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", Харьков, 2017. Диссертация посвящена разработке технологии корундовых композиционных материалов и изделий из них сложной конфигурации для эксплуатации в потоках ионизированного газа, вместо дорогих ГП аналогов, которые используются в новой технике. При проектировании составов КМ на основе системы Аl₂O₃–SiO₂ использован золь-гель процесс, спекающие добавки и модифицирование наполнителя и волокон алкоксидом кремния. Установлены температура появления расплава в корундовой матрице, закономерности муллитообразования и спекания смесей электрокорунда с золь-гель связующим с добавкой В₂O₃. Показано, что управление количеством синтезированного муллита может осуществляться за счет изменения количества образованного расплава путем варьирования концентраций В₂O₃ в золе и плотности золь-гель связующего. Установлен механохимический синтез муллита в процессе измельчения электрокорунда с добавкой алкоксида кремния. Исследованы физико-химические и эксплуатационные свойства материала с муллитокремнеземистым и поликристаллическим корундовым волокном. Установлено, что благодаря присутствию наночастиц муллита и высокой однородности структуры с введенным поликристаллическим волокном обеспечивается повышение твердости и трещиностойкости материала СМД, что обеспечивает более высокую стойкость в потоках ионизованного газа, чем ГП материалов новой техники. Показано, что управление количеством синтезированного муллита может осуществляться за счет изменения количества образованного расплава. При обжиге электрокорунда модифицированного алкоксидом кремния с 1 % поликристаллического волокна, образуется однородная мелкокристаллическая структура из матрицы α-Аl₂O₃, армированной частицами и нитевидными кристаллами муллита и поликристаллическим волокном, которые равномерно распределяются между собой. При обжиге в азотной среде на поверхности материала образуется оксинитридная пленка, которая уплотняет поверхность изделия и улучшает стойкость его к износу в потоках ионизированных газов. Установлено, что разработанная технология с использованием модифицированного алкоксидом кремния поликристаллического волокна, обеспечивает замедление начала кристаллизации структуры волокна, а комплексное связующее ускоряет муллитизацию корундовой матрицы и интенсифицирует ее спекание, создается фрагментальная структура материала, обеспечивающая повышение его физико-механических свойств и трещиностойкости. Трещиностойкость составляет 12,0-12,7 МПа·м⁰ˈ⁵, диаграммы деформирования материала СМД подобны слоистым металокерамическим материалам. Разработанный КМ СМД имеет однородную структуру, характеризуется пределом прочности при сжатии выше 900 МПа, электросопротивлением 3·10¹¹ Ом, термостойкостью – выше 50 термосмен 1000 ⁰С – вода. Ключевые слова: композиционный материал, Аl₂O₃–SiO₂, электрокорунд, волокно муллитокремнеземистое, волокно поликристаллическое корундовое, механоактивация, алко-ксид кремния, золь-гель, синтез новообразований, муллит, SiC, оксинитрид кремния, функциональные свойства, стойкость в потоках ионизированного газа
Радіопрозорі керамічні матеріали на основі системи SrO – Al₂O₃ – SiO₂
(НТУ "ХПІ", 2018) Захаров, Артем Вячеславович
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук (доктора філософії) за спеціальністю 05.17.11 – технологія тугоплавких неметалічних матеріалів. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2018 р. Дисертацію присвячено розробці керамічних РПМ на основі кристалічної фази – славсоніту зі зниженою температурою синтезу. Створено базу для термодинамічного аналізу реакцій фазоутворення в системі SrO – Al₂O₃ – SiO₂. Здійснено комплексне дослідження процесу синтезу славсоніту та визначено нестехіометричне співвідношення оксидів в полі первинної кристалізації славсоніту, що забезпечує синтез славсоніту при температурі до 1250 °С. Досліджено вплив однокомпонентних і багатокомпонентних евтектичних інтенсифікуючих добавок на процеси спікання та фазоутворення славсонітової кераміки. З використанням нових даних розроблено склади та технологічні параметри виготовлення керамічних РПМ з заданими функціональними властивостями (ε = 3,57…5,26, tgδ = 0,0073…0,0122) та підвищеним ресурсом експлуатації. Проведено лабораторні та промислові випробовування на підприємствах та розроблено практичні рекомендації щодо використання результатів.
Ресурсоощадна технологія хімічно та термічно стійкої кераміки на основі композицій системи (Mg, Са)O – Al₂O₃ – TiO₂ – SiO₂
(НТУ "ХПІ", 2018) Лісюткіна, Марія Юріївна
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.11 – технологія тугоплавких неметалічних матеріалів. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2018 р. Дисертацію присвячено розробці ресурсо- та енергоощадної технології хімічно та термічно стійкої кераміки на основі вітчизняної альтернативної природної та техногенної сировини. При проектуванні складів хімічно та термічно стійкої кераміки зі зниженою температурою синтезу використані результати теоретичних досліджень можливої взаємодії основних видів кераміки з агресивними середовищами з різним рН. Визначено найбільш інертні сполуки по відношенню до кислот та лугів, в результаті чого для фізико-хімічних досліджень обрана система фазоутворюючих оксидів (Mg, Са)O – Al2O3 – TiO2 – SiO2. На основі композицій системи, що належать елементарним тетраедрам A3S2 – CAS2 –AT–S та A3S2 – M2A2S5 – AT – S, розроблені склади мас хімічно та термічно стійкої кераміки з температурою випалу 1250 °С. Встановлено, що для інтенсифікації спікання та фазоутворення хімічно та термічно стійкої кераміки за зниженої температури випалу необхідним є використання комплексних плавнів (в тому числі PbO) та мінералізуючих добавок (що містять MgО та Fe2O3). На основі досліджень складу та властивостей пірофілітових відходів видобування кварцитів Овруцького родовища та відходів феротитанового виробництва обґрунтовано вибір сировини для виготовлення низькотемпературної хімічно та термічно стійкої кераміки. Встановлено фізико-хімічні закономірності її формування та отримані математичні моделі залежностей властивостей розробленої кераміки від складу мас. Розроблено склади і технологічні параметри виготовлення хімічно та термічно стійких керамік з комплексом високих фізико-механічних та хімічних властивостей: щільноспеченої тіалітвмісної (W = 0,15 %, ϭзг = 23 МПа, ϭст = 100 МПа, КС > 99,32 %, ЛС > 99,99 %, ТС ≥ 8 циклів, α = 3,5·10–6 град–1) та пористої муліт-тіалітвмісної (W = 11,62 %, ϭзг = 27 МПа, ϭст = 110 МПа, КС > 99,99 %, ЛС > 99,97 %, ТС ≥ 10 циклів, α = 3,0·10–6 град–1).
Цементвмісні композиції з модифікуючими добавками для неформованих мас
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2018) Шумейко, Віта Миколаївна
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.11 – технологія тугоплавких неметалічних матеріалів. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2018 р. Дисертаційна робота присвячена вирішенню науково-практичної задачі по розробці рецептурно-технологічних параметрів отримання неформованих мас цементвмісних композицій з використанням фізико-хімічних особливостей модифікуючих добавок, які сприяють формуванню щільної і міцної структури цементного каменю і забезпечують покращення експлуатаційних властивостей. За удосконаленою методикою синтезовано полікарбоксилатні добавки, знижуючи їх собівартість по відношенню до відомих суперпластифікаторів і встановлено перспективність їх використання в цементвмісних композиціях для отримання матеріалів з підвищеними фізико-механічними властивостями. Досліджено кремнеземвмісні відходи, які утворюються при виробництві фосфоровмісних добрив, та показано еколого-економічну доцільність і можливість часткової заміни різних видів цементів. Термодинамічними розрахунками спрогнозовано можливість утворення нітридів заліза при отриманні портландцементного клінкеру, які можуть бути джерелами шкідливих для життєдіяльності людей виділень аміаку з будівельних матеріалів і конструкцій, виготовлених із застосуванням портландцементу. Розроблено та оптимізовано комплексну добавку на основі сумішей електролітів, яка передбачає зниження відповідних ризиків та отримання матеріалів з підвищеними експлуатаційними властивостями і екологічністю. В результаті проведених випробувань встановлено, що цементвмісні композиції з розробленими і всебічно дослідженими модифікуючими добавками є перспективними для застосування їх в різних галузях промисловості, які були апробовані з позитивним результатом, а результати досліджень впроваджені у практику навчального процесу.
Цементвмісні композиції з модифікуючими добавками для неформованих мас
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2018) Шумейко, Віта Миколаївна
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.11 – технологія тугоплавких неметалічних матеріалів. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2018 р. Дисертаційна робота присвячена вирішенню науково-практичної задачі по розробці рецептурно-технологічних параметрів отримання неформованих мас цементвмісних композицій з використанням фізико-хімічних особливостей модифікуючих добавок, які сприяють формуванню щільної і міцної структури цементного каменю і забезпечують покращення експлуатаційних властивостей. За удосконаленою методикою синтезовано полікарбоксилатні добавки, знижуючи їх собівартість по відношенню до відомих суперпластифікаторів і встановлено перспективність їх використання в цементвмісних композиціях для отримання матеріалів з підвищеними фізико-механічними властивостями. Досліджено кремнеземвмісні відходи, які утворюються при виробництві фосфоровмісних добрив, та показано еколого-економічну доцільність і можливість часткової заміни різних видів цементів. Термодинамічними розрахунками спрогнозовано можливість утворення нітридів заліза при отриманні портландцементного клінкеру, які можуть бути джерелами шкідливих для життєдіяльності людей виділень аміаку з будівельних матеріалів і конструкцій, виготовлених із застосуванням портландцементу. Розроблено та оптимізовано комплексну добавку на основі сумішей електролітів, яка передбачає зниження відповідних ризиків та отримання матеріалів з підвищеними експлуатаційними властивостями і екологічністю. В результаті проведених випробувань встановлено, що цементвмісні композиції з розробленими і всебічно дослідженими модифікуючими добавками є перспективними для застосування їх в різних галузях промисловості, які були апробовані з позитивним результатом, а результати досліджень впроваджені у практику навчального процесу.
Нанозміцнені периклазовуглецеві вогнетриви для футерівки конвертерів з використанням комплексного антиоксиданту
(НТУ "ХПІ", 2018) Повшук, Василь Володимирович
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук (доктора філософії) за спеціальністю 05.17.11 – технологія тугоплавких неметалічних матеріалів (161 – Хімічні технології та інженерія). – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2018. Дисертація присвячена розробці складів та основних технологічних параметрів отримання нанозміцнених периклазовуглецевих вогнетривів для різних зон футерівки конвертера з заданими показниками фізико-механічних властивостей і підвищеною стійкістю до дії шлаку та до окиснення. У роботі теоретично обґрунтовано і експериментально доведено можливість одержання нанозміцнених периклазовуглецевих вогнетривів шляхом синтезу наповненої наночастинами β-SiC та NiO вуглецевої матриці-основи заданої структури периклазовуглецевих вогнетривів і забезпечення її максимальної струк-турної міцності за рахунок використання оптимальних співвідношень золь-гель добавок, що модифікують фенолформальдегідну смолу, і компонентів прекурсорів нікелевого антиоксиданту. Визначено технологічні параметри одержання периклазовуглецевих вогнетривів із заданими фізико-механічними властивостями на засаді плавленого периклазу і різною кількістю графіту, шляхом використанням ЕТС-40 або його золю та солей нікелю для створення комплексного антиоксиданту Аl + SiC + Ni(NiO), що забезпечує підвищену стійкість до окиснення за рахунок утворення щільного шару із наночастин β-SiC та Ni(NiO) навколо часток графіту, розроблено безвипалювану технологію та склади магнезіального флюсу для плавки сталі в конвертері з відходів периклазовуглецевих вогнетривів футеровок конвертерів, які сприяють прискоренню наведення шлаку в конвертері та підвищенню стійкості футерівки конвертера.
Ресурсоощадна технологія хімічно та термічно стійкої кераміки на основі композицій системи (Mg, Са)O – Al₂O₃ – TiO₂ – SiO₂
(НТУ "ХПІ", 2018) Лісюткіна, Марія Юріївна
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.11 – технологія тугоплавких неметалічних матеріалів. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2018 р. Дисертацію присвячено розробці ресурсо- та енергоощадної технології хімічно та термічно стійкої кераміки на основі вітчизняної альтернативної природної та техногенної сировини. При проектуванні складів хімічно та термічно стійкої кераміки зі зниженою температурою синтезу використані результати теоретичних досліджень можливої взаємодії основних видів кераміки з агресивними середовищами з різним рН. Визначено найбільш інертні сполуки по відношенню до кислот та лугів, в результаті чого для фізико-хімічних досліджень обрана система фазоутворюючих оксидів (Mg, Са)O – Al2O3 – TiO2 – SiO2. На основі композицій системи, що належать елементарним тетраедрам A3S2 – CAS2 –AT–S та A3S2 – M2A2S5 – AT – S, розроблені склади мас хімічно та термічно стійкої кераміки з температурою випалу 1250 °С. Встановлено, що для інтенсифікації спікання та фазоутворення хімічно та термічно стійкої кераміки за зниженої температури випалу необхідним є використання комплексних плавнів (в тому числі PbO) та мінералізуючих добавок (що містять MgО та Fe2O3). На основі досліджень складу та властивостей пірофілітових відходів видобування кварцитів Овруцького родовища та відходів феротитанового виробництва обґрунтовано вибір сировини для виготовлення низькотемпературної хімічно та термічно стійкої кераміки. Встановлено фізико-хімічні закономірності її формування та отримані математичні моделі залежностей властивостей розробленої кераміки від складу мас. Розроблено склади і технологічні параметри виготовлення хімічно та термічно стійких керамік з комплексом високих фізико-механічних та хімічних властивостей: щільноспеченої тіалітвмісної (W = 0,15 %, ϭзг = 23 МПа, ϭст = 100 МПа, КС > 99,32 %, ЛС > 99,99 %, ТС ≥ 8 циклів, α = 3,5·10–6 град–1) та пористої муліт-тіалітвмісної (W = 11,62 %, ϭзг = 27 МПа, ϭст = 110 МПа, КС > 99,99 %, ЛС > 99,97 %, ТС ≥ 10 циклів, α = 3,0·10–6 град–1).