Особливості структуроутворення сподуменвмісних склокристалічних матеріалів після термічної обробки

Abstract

Визначено перспективні напрямки застосування сподуменвмісних склокристалічних матеріалів в різних галузях науки та техніки, зокрема, для підвищення обороноздатності держави. Визначено актуальність розробки полегшених високоміцних ситалів на їх основі з урахуванням аспектів енергозбереження для одержання бронеелементів. Встановлено перспективність застосування ІЧ–спектроскопії для дослідження наноструктури склокристалічних матеріалів. Розроблено склади літійалюмосилікатних стекол та режими їх термічної обробки. Досліджено особливості структуроутворення сподуменвмісних склокристалічних матеріалів, які отримано в умовах двостадійної низькотемпературної термічної обробки. З урахуванням аналізу характеру ІЧ–спектрів ланцюгових силікатів досліджено структуру склокристалічних матеріалів за даними ІЧ–спектрів та встановлено характер структуроутворення в залежності від вихідного складу скла. Встановлено, що формуванню структурної сітки скла за участю тетраедрів [AlO4], [BO4] та [SiO4] та наявність сиботаксичних груп [Si2O6] дозволяє в умовах двостадійної низькотемпературної обробки забезпечити об‘ємну кристалізацію сподуменвмісних склокристалічних матеріалів. Встановлено, що формування ситалізованої структури склокристалічних матеріалів дозволяє забезпечити їх високі значення показників твердості за Віккерсом, мікротвердості та показнику тріщиностійкісті та поряд наявністю склофази, яка виконує роль демпферу, забезпечити їх високу бронестійкість. Це підвищитъ ефективність та дозволить використовувати їх в якостї енергоруйнуючого та енергопоглинаючого шару у композиції бронеелементу «металевий сплав – кераміка – ситал». Впровадження сподуменвмісних склокристалічних матеріалів дозволить підвищити конкурентоздатність конкурентоспроможних вітчизняних бронеелементів для індивідуального захисту.The promising areas of application of spodumene–containing glass–crystalline materials in various branches of science and technology, in particular, to increase the defense capability of the state, have been determined. The relevance of the development of lightweight high–strength sitalls based on them, taking into account the aspects of energy saving for obtaining armored elements, has been determined. It has been established that the use of IR spectroscopy is promising for studying the nanostructure of glass–crystalline materials. The compositions of lithium aluminum silicate glasses and the modes of their heat treatment have been developed. The features of the structure formation of spodumene–containing glass–crystalline materials obtained under the conditions of two–stage low–temperature heat treatment have been investigated. Taking into account the analysis of the nature of the IR spectra of chain silicates, the structure of glass–crystalline materials was investigated according to the IR spectra and the nature of structure formation was established depending on the initial composition of the glass. It has been established that the formation of a structural glass network with the participation of tetrahedra [AlO4], [BO4] and [SiO4] and the presence of cybotaxic groups [Si2O6] allows, under conditions of two–stage low–temperature treatment, to provide bulk crystallization of spodumene–containing glass–crystalline materials. It has been established that the formation of the vitrified structure of glass–crystalline materials allows to ensure their high values of Vickers hardness, microhardness and crack resistance and by the presence of a glass phase, which plays the role of a damper, to ensure their high armor resistance. This will increase the efficiency and make it possible to use them as an energy–destructive and energy–absorbing layer in the composition of the armor element «metal alloy – ceramics – sitall». The introduction of spodumene–containing glass–crystalline materials will increase the competitiveness of competitive domestic armored elements for personal protection.