05.17.11 "Технологія тугоплавких неметалічних матеріалів"
Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/17839
Переглянути
2 результатів
Результати пошуку
Документ Наукові основи технології кольорових екологічно безпечних склоемалей(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Рижова, Ольга ПетрівнаДисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.17.11 – технологія тугоплавких неметалічних матеріалів, Державний вищий навчальний заклад "Український державний хіміко-технологічний університет", Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2020. Дисертацію присвячено розвитку наукових основ технології екологічно безпечних захисно-декоративних склоемалевих покриттів широкої колірної гами по сталі і кольоровим металам, а також принципів регулювання та прогнозування їх колірних характеристик. Внаслідок проведення дослідження за темою дисертаційної роботи одержані такі наукові результати: - науково обгрунтовано та експериментально доведено, що отримання на кольорових металах емалевих покриттів, які не вміщують Плюмбум, можливе на основі стекол системи Na₂O–BaO–B₂O₃–SiO₂; за комплексом визначених властивостей та здатності утворювати найбільш якісні покриття на мідній основі виділена область базової системи, мол.%: Na₂O – 24,2–40,5; ВаО – 5,0–10,0; B₂O₃ – 15,2–30,5; SiO₂ – 24,0–53,5, яка у зрівнянні з межами цих компонентів в відомих складах безплюмбатних емалей характеризується збільшеним в 2 рази вмістом B₂O₃ і відносно невеликим вмістом SiO₂; - встановлені основні тенденції зміни колірного тону стекол системи Na₂O–BaO–B₂O₃–SiO₂, які суттєво відрізняються за хімічним складом та забарвлені іонними барвниками, з огляду на розташування максимумів ІЧ-спектрів стекол та їх кислотно-основні властивості; останні оцінювались двома розрахунковими структурними параметрами: fSi – ступінь зв’язності кремнекисневого каркасу і Ψв – орієнтовний показник координаційного стану Бору в структурі скла. Доведено, що між колірним тоном λ та Ψв існує значний кореляційний зв'язок для стекол, забарвлених CuO r*=−0,83 і CoO r*=−0,87 та слабкий – для стекол, забарвлених K₂Cr₂O₇ – r*=0,5; - виявлені закономірності забарвлення одної скломатриці і емалевого покриття на її основі в системі R₂O–ВаО–ZnO–Al₂O₃–В₂О₃–TiO₂–SiO₂ рядом іонними барвників. Незалежно від вмісту барвників, вони надають однаковий колірний тон як стеклам, так і покриттям на основі цих стекол, а саме: CuO (1,0–3,0 мас.%) λ=489–494 нм (синьо-зелений), Fe₂O₃ (0,5–2 мас.%) λ=575–585 нм (жовтий), K₂Cr₂O₇ (0,5–2,0 мас.%) λ=570–576 нм (жовто-зелений), CoO (0,5–1,0 мас.%) λ=441–463 нм (синьо-фіолетовий), NiO (0,5–1,0 мас.%) λскла=559′–571′ нм, λпокриттів=598–629 нм (коричневий). Доказано, що за ступенем інтенсивності забарвлення стекол та покриттів на їх основі барвники розташовуються в наступній послідовності: CoO > NiO > CuO > K₂Cr₂O₇ > Fe₂O₃; - вперше встановлений механізм глушіння прозорого матричного емалевого скла в системі R₂O–ВаО–ZnO–TiO₂–Al₂O₃–В₂О₃–TiO₂–SiO₂ при введені МоО3, в результаті якого виникає явище опалесценції, а саме: за рахунок дифракції при розповсюдженні хвиль в мікронеоднорідному середовищі, в якому розмір часток молібден(VI) оксиду (0,05–0,15 мкм) менше довжини хвиль білого світла; - вперше встановлена залежність коефіцієнта дифузного відбиття емалевих покриттів від хімічного складу емалевих фрит, яка отримана обробкою експериментальної вибірки 471 складу покривних емалевих фрит методом множинного кореляційного аналізу і представлена у вигляді математичної моделі, що дозволяє розрахувати хімічний склад покривних емалей із заданим КДВ; коефіцієнт кореляції між експериментальними і розрахунковими значеннями – 0,98; - використовуючи ідею про введенні в будь-який матеріал (скло, пігмент, ситал, метал) певних компонентів в незначній кількості для модифікації його властивостей, вперше виявлено наступне: «малий додаток» Fe₂O₃ у кількості 0,25 мас.% в складі безплюмбатних емалевих стекол на основі базової системи Na₂O–BaO–B₂O₃–SiO₂ і 1 мас.% в складі безфлуористих склоемалей на основі базової системи Na₂O–B₂O₃–SiO₂ активізує процеси лікваційного розшарування скла, що дозволяє збільшити в 1,5–2,5 рази інтенсивність глушіння покриттів, а також покращити оптико-колірні характеристики пігментнозабарвлених склопокриттів, зокрема, червоного кольору. «Малий додаток» ZrO₂ у кількості до 1 мас.% в складі малофлуористої титанової емалі сприяє активному виділенню анатазу в покритті під час випалу та покращенню його оптичних характеристик; - за допомогою розробленої спеціальної комп’ютерної програми COLOUR GLASS, яка автоматично розраховує координати кольорності x y, колірний тон λ, чистоту кольору Р та наносить колірні характеристики матеріалів на графік МКО, вперше доказано, що за картиною розташування точок кольору, по-перше, можна робити прогнози відносно рівноваги, яка утворюється між іонними забарвлюючими комплексами під час варки скла, по-друге, про колористичні можливості суміши пігментів - вперше в області технологій, які потребують підвищених температур, встановлені залежності координат кольору емалевих покриттів від складу суміші пігментів у вигляді поліноміальних математичних моделей, що дозволило вирішити складну матеріалознавчу колористичну проблему знаходження співвідношення пігментів для відтворення кольору зразка із заданими колірними характеристиками. Практичне значення отриманих результатів: - розроблено склади емалевих стекол для кольорових металів, які не містять Плюмбуму – одного із самих шкідливих для навколишнього середовища елемента, запропоновано основи технології одержання виробів з їх використанням. Нові емалі широкої палітри кольорів, різного ступеню прозорості створено на основі матричної прозорої емалі. Вони характеризуються однаковим інтервалом випалу 780–820 °С, у зв’язку з чим спрощується технологія отримання художніх і ювелірних виробів. Емалі пройшли випробування та рекомендовані до впровадження у виробництво з виготовлення художніх виробів в майстерні, що знаходиться в структурі Музею українського живопису (м. Дніпро), а також на підприємстві з виготовлення ювелірних виробів, компанія "Diadema", м. Вінниця. Палітра емалевих покриттів та вироби з них представлені під час доповіді на 24 Міжнародному Конгресі емальєрів в м. Чикаго у 2018 р. Згідно міжнародного договору між ДВНЗ УДХТУ та компанією "Richemont International SA Varinor SA" м. Делемонт, Щвейцарія, виготовлено і передано замовнику емалеві стекла у вигляді порошку і емальовані мідні зразки; - створено каталог зразків кольорів, в якому представлено склооснови, кількість барвників, глушників, відновників та оптико-колірні характеристики емалевих покриттів, що не містять Плюмбум. Назву кольорів встановлювали у відповідності із назвою кольорів системи RAL. Палітра розроблених емалей ювелірного та художнього призначення включає 54 кольори: жовто-червоні, синьо-зелені, оливково-гірчичні, пастельні та коричнево-чорні; - розроблено склади малофлуористих білих і світлозабарвлених титанових емалей, безфлуористої склооснови для отримання яскравозабарвлених емалевих покриттів пігментним способом, які випробувані в виробничих умовах ТОВ «Новомосковський посуд» і рекомендовані до серійного впровадження на заводах з випуску емальованих виробів господарчо-побутового призначення. Технологічні особливості виробництва запропонованих емалей дозволяють здійснювати високотемпературні операції варки емалей на 100 °С, а випалу покриттів – на 30–50 °С нижче відомих, що в епоху тотальної економії топливно-енергетичних ресурсів дуже актуально. Малофлуористі світлозабарвлені кремова і сіро-блакитна емалі впроваджені на ТОВ "Новомосковський посуд"; - вперше для технології емалевих покриттів на сталі розроблено метод колірного моделювання, завдяки якому побудовано колірний трикутник-номограму для виробничої склооснови і пігментів жовтого, червоного, синього, за допомогою якого задається необхідний колір і розраховується необхідне співвідношення пігментів. Метод колірного моделювання є універсальним і може бути застосованим до широкого асортименту силікатних матеріалів: глазуровані покриття на керамічній основі, кольорові будівельні матеріали та інші. У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертації, сформульовано головну мету та завдання роботи, представлено наукову новизну та практичну цінність одержаних результатів. В першому розділі наведено аналіз патентної та науково-технічної літератури, що стосується отримання екологічно безпечних емалей широкої колірної гами, сучасного стану виробництва кольорових емалей та контролю їх колірних показників, механізмів забарвлення скла та емалей і факторів, що впливають на формування кольору. У другому розділі надано основні поняття та визначення, які використовуються в роботі, а також методики дослідження фізико-хімічних властивостей і структури стекол, покриттів та їх колірні характеристики. В третьому розділі представлено дослідження з розробки екологічно безпечних емалей для міді та прогнозування їх колірних характеристик. В четвертому розділі представлено результати досліджень з розробки легкоплавкої титанової емалі, яка відповідала б вимогам діючих стандартів та випалювалась в ресурсо- та енергозберігаючих умовах виробництва та була максимально екологічно безпечною для навколишнього середовища. П'ятий розділ присвячений дослідженням з розробки складів емалевих фрит, що не вміщують Флуор, які використовуються для отримання яскравозабарвлених емалевих покриттів для виробів господарчо-побутового призначення. В шостому розділі представлені результати розробки методу колірного моделювання. Відтворити, а тим більше спрогнозувати колір із заданими колірними характеристиками – надзвичайно складна багатопланова матеріалознавча проблема, навіть якщо відома рецептура скла і покриття, режими їх варки та випалу. В сьомому розділі надано результати промислової апробації, реалізації та впровадження отриманих матеріалів.Документ Наукові основи технології кольорових екологічно безпечних склоемалей(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2020) Рижова, Ольга ПетрівнаДисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.17.11 – технологія тугоплавких неметалічних матеріалів, Державний вищий навчальний заклад "Український державний хіміко-технологічний університет", Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут". Дисертацію присвячено науковим основам технології екологічно безпечних склоемалевих покриттів широкої колірної гами для сталі і кольорових металів, розробці принципів регулювання та прогнозування їх кольору. Розроблена спеціальна комп’ютерна програма COLOUR GLASS, яка за визначеними координатами кольору XYZ автоматично розташовує точки кольору на графіку МКО. Отримані емалі ювелірного та художнього призначення на основі стекол системи Na₂O–BaO–B₂O₃–SiO₂. Розроблені малофлуористі білі і світлозабарвлені титанові емалі, безфлуориста основа для пігментного способу забарвлення. Створено метод колірного моделювання, за допомогою якого можна розрахувати співвідношення пігментів для відтворення кольору зразка за заданими колірними характеристиками.