книги из ГПНТБ / Строение и свойства стеклокристаллических материалов на основе горных пород и шлаков (г. Чимкент, 8-10 октября 1974 г.) [сборник статей] 250-летию АН СССР посвящается

Установленные нами составы стекол, пригодные для полу­ чения стеклокристаллических материалов, представлены в табли­ це I.

О явно выраженной каплеобразной ликвационной структу­ ре атих стекол свидетельствуют электронноиикроскопичеокие ис­ следования, причем введение Цч0 в кальциевые алюыосилилофос­ фатные стекла обуславливает их более Инородное тонкодиспер­ сное расслаивание. Следует скидать положительного влиянии М^О на формирование структуры стекло..ристаллических материалов.

При термообработке данных от кол, по-видимому, проис­ ходит усиление тонкодисперсного расслаивания и появление крис­ таллических агрегатов.

Прозрачные кальций алюмосиликофосфатные стекла получе­ ны продолжительной выдержкой при температуре 1550 - 1650° /? / . Замещением СаОна 14^0 в данных составах представляется возмож­ ность получения прозрачных стекол при температуре варки 1450?

в которых кристаллической фазой является^ - CajCPO^g. Для составления шихт использованы не только химические реактивы, но исследованы и установлены возможности применения целой гам­ мы природных сырьевых материалов: апатита, каолинов, доломи­ тов, глин и т .д ., а также отходов производств* минеральной ва­ ты Келнциеыского комбината стройматериалов.

Режим термообработки стекол следующий: I этап - подъем температуры со скоростью 5 °/мин и одночасова я выдержка при температуре размягчения *50°, II этап - подъем температуры со скоростью 5 /мин и выдержка различной продолжительности при

250

температуре, на 100° превышающей температуру размягчения. Ос­ новная цель - сохранение полупрозрачцоота отеклокриоталлвческих материалов.

Данные стекла и стеклокристалляческие материалы пропуска­ ют свет преимущественно с длиной волны 500 - 75С нм.

Поглощением коротковолнового видимого света обусловлена окраска отеклскристаляического материала от красноватого до

материал, в,котором кристаллической фазой является j3-Caj(P0^)2> 2. Показано, что улучшение варочных, физико-химических

свойств стекол, и также структуры стеклохриоталлического мате­ риала обусловлено замещением СаО на М^О.

Л и т е р а т у р а :

1.Эйдук Ю.Я., Седмалио У .я., Корте Г»Л., Больший Я.Я. В сб. "Неорганические стекловидные покрытия а материалы". Изд. "Ви­

нах не", Рига, 1569, 91 - 93.

2.Куколев Г .В ., Сметанина А.Н., Хомяков U.T. В сб. "Глазури, их производство И Применений". Ивд. АН Латв.ССР, Рига, 1964,

251

Н ., 1966, 119, 183 - 186.

Н.И.МИНКСО, В.А.ЫЙНАКОВ, В.Н.ПАВЛОВА, А. А.МЕДЯНСКАЯ

ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВЫСОКО­ ЖЕЛЕЗИСТЫХ ШЛАКОЗ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ШЛАКОСИТАЛЛОВ

Настоящая работа освещает вопрос использования высокожелезистых шлаков при синтезе илакоситаллов в широком плане в ста­ дии его изучения различными авторши, в том чирле и авторами данной работы. / I - Г7/.

Н.М.Павлушкиным и Х.Д.Нурбековыы синтезированы стекдокриоталлические материалы, на основе многожелезиотых Усть-Камено­ горских шлаков свинцово-цинкового комбината при введении Р2° 5* ТЬ02 и Р2 /4 - 7 /. этими же авторами показана возможность син­ теза высокожелезистых стеклокристаллических материалов на осно­ ве-» медеплавильных и свинцово-цинковых производств / 8, 9 /.

Н.М.Павлушкиным, П.Д.Саркисовым, В.СЛевиной получены стеклокр;’сталлические материалы на основе зол и шлаков жидкого

Ре203) при соответствующих добавках песка и огнеупорной глгчы бег специально вводимых дополнительно катализаторов. Авторами

за мелкокристаллических железосодержащих (10 + 13 вес.% Ре,р3) материалов ва основе плавленных базальтов. Для обеопечения мел­ козернистой кристаллизации, по их мнению, необходимо, чтобы

252

К.С.Кутателздве в другие /1 5 / получили мелкояристалический материал без применения каталитических добавок Еа основе эыоокожелевистых магматических пород, оптимальное соотношение

менялось в пределах 1,7 * 2,4,

Большая работа в области оинтева высокожелезистых шдакооиталлоа проведена сотрудниками кафедры стекла и о яталлов Белорусского Политехнического института род руководством Л.А.Жу-

связано со способностью ионов железа существовать в оь .аздрической координации в виде FeOg“. В этом, случае анионный каркав должен состоять из изолированных тетраэдров, тогда как при тет­ раэдрической координации должны появляться пслитетраэдрические анионные цэпи, в результате чего скорость кристаллизации будет падать.

Проявляется каталитическое действие на процеос кристалли­ зации, как уже было оговорено выше, в виде выпадения тонкодиоперсиовныхкристаллов магнетита, инициирующих кристаллизацию пироксена, не требуя при атом дополнительного введения нувдеаторов.

Назревающая проблема с доменным шлаком, а также необходи­ мость дальнейшего вовлечения в шлаковит алловое производство местных оырьевых материалов составило перед необходимостью ис­ пользования шлаков свинцово-цинкового производства завода "Укрцикк* (г.Константиновна), а также шлаков сталеплавильных произ­ водств Донбасса. Их химический соотав и годовой вмпуок в срав­ нении со шлаками цвенной металлургии Южного Урала и Западной Сибири приведены в та07?М*ув.

Проведенные в лабораторных условиях исоледования'иозволили установить возможность получения илакооитадлов на основе шлаков как свинцовс. у - цинкового, так и сталеплавильного про­ изводств Донбасса. С целью повышения содержания окислов железа в материале, в отдельных случаях, использовалась Криворожская железная руда. Синтезированные составы на диаграмма .SlO^-GsO- FeO (Fe205) располагаются в полях твердых растворов и примы-

255

жавшим к atm участкам. Последнее дает возможность при соответ­ ствующей доработке составов и режимов кристаллизации получать в высокой степенью закристадлиаованности шлакоситалл мономинерального фазового состава и выооких физико-химических свойств в результате ейрокого изоморфизма пироксевовых фаз, составляю­ щих его кристаллический каркас.

Синтезированное, таким образом, стекло обладает удовлетво­ рительными варочными и кристаллизационными свойствами. Оно лег­ ко провариваетоя при температуре 1350°С, не требуя при этом создания специальной атмосферы, Экзотермический эффект на кри­ вой ДТА расположен в области 800°С. Оптимальное соотношение

для объемной гетерогенной кристаллизации лор-дка 10. Таким образом, на основании проведенных исследований, а

также литературных данных других авторов установлена принципи­ альная возможность синтеза высокожелези<;тых шлакоситаллов на

3. Н.И.Иинько. Авторское свидетельство № 297591 "Способ регулирования христализационной способности стекла".

4. Н.М.Павлушкин.,.Основы технологии ситаллов". Стройиздат.М*, 1970.

5. Н.М.Павлушкин, Т.Д.Ыурбеков. Труды ЮСТИ им. Д.И.Менделеева, выл. 45, 1964, стр .139.

6. Н.К.Павлушкин, Т.Д.Ыурбеков, Л.С.Егорова. Йзв.АН СССР, Неор­ ганические материалы, 4, 8, 1968, 1390.

7. Т.Д.Ыурбеков, Н.М.Павлушкин, С.Т.Сулейменов и другие. Тези­ сы докладов оовещания "Замена стекольного сырья недифицигни­ ми материалами и отходами промышленности", Тбилиси, 1968, 46»

8. Н.М.Павлушкин, Т.Д.Ыурбеков, Сб. "Стеклообразные системы и новые стекла на их основе", 11., 1971, 224.

9. Н.М.Павлушкин, Т.Д.Нурбеков. Техинформация. Использование в

стекольном проиаводотве недифицитных материалов", М.« 1971,

256

182.

10.H.M.Павлушкин, П.Д.Саркиоов, В.С.Левина. Техинформация. Использование в стекольной промышленности недефицитных ме­

те риалов", U ., 1971, 72.

П* Ю.Д.Кручинин, Л.П.Кручинина, 0 .В,Кузнецова. Техническая информация, серия стекольной промышленности, вьш.6, U ., 1972, 21.

12.Ю.Д.Кручинин,Л.П.Кручинина, О.В.Кузнецова. Техническая информация, серия стекольной промышленности, вш . 9, U ., 1972, J0.

15.

патент США, кд. 65 - 33, №355 - 7575, 1971.

14.Патент США, Экспресс-информация, №41, 1971, 6.

15.К.С.Кутателадве, Р.Д.Верулаввили, К.А.Пирцхалава, Сб."Стек­ лообразные системы и новые отекла на их основе", М., 1971, 245.

16.М.А.Мелива. Автореферат кандидатокой дисоертации, МХТИ. им. Д.И.Менделеева, u ., 1971.

17.Г.АЛвСидева. Автореферат квндидюокой дисоертации, U ., 1970.

1.Г.ФИЛАТОВ, Р.И.ШМАТКОВА

факторы, определяющие термостойкость каменного

литья

257

свойствами и для ее характеристики при различных условиях теп­ лового воздействия не материал применяются различные критерии

/V ,

При бесконечно большой величине хоаффициенто теплопере­ дачи между средой и телом или при стационарном режиме, когда существенна разность температур в теле, критерий Термостойкоети (ft ) равен.:

/is - линейный коэффициент термического расширений.

При неустаиовившемоя режиме о постоянным коеффициентом теплопередачи критерий термостойкости (ft1) выражается следуе­ дим образом

а 1 , f o i x a & u L ,

где yL - коэффициент теплопроводности.

При нагреве о постоянной скоростью величина критерия термостойкости (/Г) определяется уравнением:

й“ ,

гЕ - СС

- температуропроводность, ® ^ - плотность материала,

С- удельная теплоемкость.

Таким образом, термостойкий материал должен обладать низкими значенк.лм модуля упругооти, коэффициенте Пуасоона и коэффициента термического расширения при высоких значениях прочности и теплопроводности.

Прочность ; териала аавиоит от несовершенств его струк­ туры, в чзотнооти от наличия микротрещин и ступеней движущихся винтовых дисзока.р!Й /4 /. Для получения высокопрочных материа­

тигнуто за счет неоплошностей в виде границ верга или мекоимального искржекия Правильной атруктуры кристалла /3*5/»

Сопротивление материала распространению трещин опрянада­ ется по оледувцим критериями /3 /:

25В

пространенно трещин обеспечивает низкими значениями прочности,

На возникновение тредин и их распространение существен­ ное влияние оказывает характер микро- и макроструктуры/6,7,8/ и подвижность отруктурных элементов при нагреве и охлаждении. Микротрещины должны быть расположены хаотически, чтобы не них затухали другие минротретины, возникающие при термоударе. Мик* ротрещивоватозть в структуре онижает скорость распространения трещин при теркоударах, что повышает термостойкость изделий.

Микротрещины, образующиеся вохедотвие анизотропного сжатия кристаллических зерен, разделяют материал на большое количест­ во меньших частей, которые могут незначите:« н* двигаться отнооительно друг друга. Ооновкым условием получения термостойких материалов является подвижнооть их отруктур^, определяемая низким нодулем сдвига, и повышенная упругая или остаточная де­ формация /9 ,1 0 /.

При одинаковом фазовом соотаве термостойкость силикат­ ных материалов можно изменять варьированием их зернового соотава /8 /.

Повышенной терыостойкооТи каменного литья соответству­ ет девдритовнцнзя структура ппрзкеенового материала с повышен­ ной степенью аакристадлизованности.

Увеличение термостойкости каменного литья возможно за счет кристаллизации в качестве ооновной фазы циопоидового пирокоена с повышенным содержанием алюминиевой составляющей.

При атом структура материала долг за быть мелкодисперс­ ной о тонкими прослойками отекла. Микротрещиноватость структу­ ры литья будет воздаваться за счет наличия и последующей час­ тичной кристаллизации стекла при эксплуатационных термических воздействиях. ,

Исследование влияния различных факторов на термостой­ кость литья проводилось на литье пирокоенового состава, полу­ ченного из композиционной шихты, состоящей кэ доменного в мер-

253