Геометро–топологічні характеристики субсолідусної будови системи MgO – Al₂O₃ –TiO₂

Abstract

Серед матеріалів, що привертають велику увагу з точки зору створення вогнетривких виробів з підвищеною термостійкістю можна виділити матеріали на основі композицій системи MgO – Al₂O₃ –TiO₂. В результаті проведеного термодинамічної аналізу системи MgO – Al₂O₃ –TiO₂ встановлено, що розбиття системи на елементарні трикутники зазнає змін у трьох температурних інтервалах: I – до температури 1537 К, II – в температурному інтервалі 1537 – 2076 К та вище температури 2076 К. Встановлено, що до температури 2076 К існує концентраційна область шпінельних фаз: алюмомагнезіальна шпінель – кванділіт. Вище температури 1537 К існує концентраційна область: тіаліт – карроіт, яка відповідає вимогам до матеріалів з високою термостійкістю. Елементарний трикутник TiO₂ – Al₂TiO5 – MgTi₂O5 можна використовувати для отримання термостійких матеріалів на основі Al₂TiO5 стабілізованого MgTi₂O5. Для отримання термостійких периклазошпінельних матеріалів рекомендовано елементарний трикутник Mg₂TiO₄ – MgAl₂O₄ – MgO, у якому присутні лише сполуки з кубічною кристалічною решіткою. Таким чином, розбиття системи MgO – Al₂O₃ –TiO₂ на елементарні трикутники і аналіз геометро-топологічних характеристик фаз системи дозволило вибрати в досліджуваній системі області складів, що володіють оптимальними властивостями для отримання матеріалів з заданими оптимальними властивостями.

Among the materials that attract attention from the point of view of creating refractory products with increased heat resistance, one can single out materials based on compositions of the MgO – Al₂O₃ –TiO₂ system. As a result of the thermodynamic analysis of the MgO – Al₂O₃ –TiO₂ system, it was found that the partition of the system into elementary triangles will change in three temperature ranges: I – up to 1537 K, II – in the temperature range 1537 – 2076 K and above 2076 K. It has been established that up to a temperature of 2076 K there is a concentration range of spinel phases: magnesium aluminate spinel –quandylite. Above 1537 K, there is a concentration range: tialite – karroite, which meets the requirements for materials with high heat resistance. The elementary triangle TiO₂ – Al₂TiO5 – MgTi₂O5 can be used to obtain heat-resistant materials based on Al₂TiO5 stabilized by MgTi₂O5. To obtain heat-resistant periclase-spinel materials, an elementary triangle Mg₂TiO₄ – MgAl₂O₄ – MgO is recommended, in which only compounds with a cubic crystal lattice are present. Thus, the division of the MgO – Al₂O₃ –TiO₂ system into elementary triangles and the analysis of the geometrical-topological characteristics of the phases of the system made it possible to select in the system under study the regions of compositions that have optimal properties for obtaining materials with the specified optimal properties.