Структурно-химические и технологические основы фосфатного легирования силикатных стекол

Структурно-химические и технологические основы фосфатного легирования силикатных стекол

Автор: Мулеванов, Сергей Владимирович

Шифр специальности: 05.17.11

Научная степень: Докторская

Год защиты: 2010

Место защиты: Белгород

Количество страниц: 410 с. ил.

Артикул: 4951743

Автор: Мулеванов, Сергей Владимирович

Стоимость: 250 руб.

Структурно-химические и технологические основы фосфатного легирования силикатных стекол  Структурно-химические и технологические основы фосфатного легирования силикатных стекол 

ОГЛАВЛЕНИЕ
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.
1.1. Характеристики фосфатного сырья и возможности его использования
в производстве стекла.
1.1.1. Апатитовые руды России
1.1.2. Фосфоритовые руды.
1.2. Возможности Белгородской области в удовлетворении потребности стекольного производства в фосфатном и других видах сырья.
1.3. Структура и физикохимические свойства железо и фосфорсодержащих силикатных стсклообразующих систем.
1.3.1. Структурнокоординационное состояние катионов железа в некоторых кристаллических силикатах и силикатных стеклах
1.3.2. Физикохимические свойства железосодержащих силикатных расплавов и стекол
1.3.3. Ликвация в железосодержащих силикатных расплавах и
стеклах.
1.3.4. Кристаллизация в железосодержащих силикатных расплавах и стеклах.
1.4. Структурнохимическое состояние фосфора в силикатных стеклах
и его влияние на физикохимические свойства.
1.4.1. Структурное состояние фосфора в стеклообразных системах
1.4.2. Влияние фосфора на основные технологические и эксплуатационные свойства силикатных стекол.
1.5. Выводы из обзора литературы
2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Объекты исследования.
2.2. Методы исследования
3. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ И СВОЙСТВ СТЕКОЛ В СИСТЕМЕ БЮ2АОзСаОМйОМа,
ЛЕГ ИРОВАII1ЫХ Р5.
3.1. Исследование структуры модельных стекол серии Л и Т с
помощью колебательной спектроскопии
.3.2. Исследование микрогетерогености структуры стекол.
3.3. Компьютерное моделирование структуры ближнего порядка модельных стекол серии Т
3.4. Влияние добавок оксида фосфора на спектральнооптические характеристики модельных стекол.
3.5. Влияние оксида фосфора на дилатометрические и другие структурночувствительные свойства модельных стекол.
3.6. Исследование влияния Р5 на плотность и химическую устойчивость модельных стекол.
3.7. Выводы.
4. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ И СВОЙСТВ СТЕКОЛ В СИСТЕМЕ 8Ю2АО3Бе2О.0СаОМОНа2О, ЛЕГИРОВАННЫХ Р5.
4.1. Микроструктура модельных стекол.
4.2. Структурное состояние ионов А
4.3. Структурное состояние ионов Бе2и Ре3.
4.4. Влияние Р5 и Ре3 на плотность и микротвердость модельных стекол
4.5. Влияние Еез и Р5 на ТКЛР модельных стекол
4.6. Влияние Р5 и Ре3 на химическую устойчивость модельных
стекол
4.7. Влияние Р5 и Ре3 на технологические свойства модельных
стекол
4.8. Влияние Р2С5 и Ре3 на кристаллизационные свойства модельных стекол
4.9. Выводы.
5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФОСФАТНОГО ЛЕГИРОВАНИЯ СИЛИКАТНЫХ СТЕКОЛ МАССОВОГО НАЗНАЧЕНИЯ
5.1. Выбор и определение характеристик сырьевых материалов для фосфатного легирования
5.2. Исследование влияния Р2О5 на процессы силикато и стеклообразования в шихтах экспериментальных стекол.
5.3. Исследование эффективности применения меловой суспензии при фосфатном легировании листового стекла
5.4. Легирование фосфором стекол для производства тары
5.5. Исследование влияния Р5 на кристаллизационные свойства практических составов стекол
5.6. Исследование эффективности фосфатного легирования при варке малощелочного стекловолокна.
5.7. Исследование глушения силикатных стекол добавками оксида фосфора.
5.8. Выводы.
6. ПОЛУЧЕНИЕ ПРАКТИЧЕСКИХ СОСТАВОВ СТЕКОЛ II
ОСНОВЕ ОТХОДОВ ФОСФОРИТНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
6.1. Получение стекол на основе отходов Егорьевского фосфоритного месторождения.
6.1.1. Исследование стеклообразоваиия, микроструктуры и эксплуатационных свойств стекол на основе отходов Егорьевского месторождения.
6.1.2. Исследование технологических свойств стекол
6.1.3. Исследование кристаллизационных свойств стекол.
6.1.4. Особенности кристаллизации порошков стекла на основе
фосфоритных отходов.
6.2. Получение стекломатериалов на основе некондиционных фосфоритов и вскрышных пород Софроновского месторождения
6.2.1. Химический и минеральный состав сырья
6.2.2. Синтез стекол в системе 8Ю2 Р2О5 А ВО Я
6.2.3. Исследование структуры и свойств синтезированных стекол
6.3. Получение стеклом агериалов на основе отходов месторождения фосфоритов Джанатас бассейн Каратау, Республика Казахстан.
6.3.1. Химический и минеральный состав сырья
6.3.2 Синтез стекол в системе БЮ Р5 Я3 0 И
6.3.3. Исследование структуры синтезированных стекол
6.3.4. Исследование эксплуатационных свойств синтезированных
стекол.
6.4. Выводы.
7. ТЕХНОЛОГИЯ ФОСФАТНОГО ЛЕГИРОВАНИЯ СИЛИКАТНЫХ СТЕКОЛ.
7.1. Технология фосфатного легирования листового и бесцветных тарных стекол
7.2 Разработка технологии фосфатного легирования стекол для произволства окрашенной тары.
7.3. Разработка технологии стекломатериалов с применением отходов фосфоритных месторождений
7.3.1. Опытнопромышленное опробование и выпуск опытной партии облицовочного материала
7.3.2. Разработка технологической схемы производства облицовочного материала на основе отходов фосфоритных месторождений
7.3.3. Испытание эксплуатационных свойств облицовочного материала
на основе отходов обогащения фосфоритной руды.
7.4. Оценка экологической и производственной безопасности технологии.
7.5. Выводы.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Приложение 1. Состав стекла ЬГ по результатам
рентгенофлюоресцентного анализа.
Приложение 2. Акт о проведении технологических испытаний
стекла с добавками оксида фосфора.
Приложение 3. Акт технического внедрения
Приложение 4. Акт расчета экономической эффективности.
Приложение 5. Акт о проведении опьттнопромышленных испытаний
стекла, глушеного соединениями фосфора
Приложение 6. Акт о проведении опытнопромышленных варок стекла на основе отходов обогащения фосфоритной руды в ванной печи
периодического действия МОСЗ ГИС.
Приложение 7. Технологический регламент производства
облицовочного материала на основе фосфоритных отходов проект
Приложение 8. Заключение по результатам исследования адгезии крупноразмерной стеклянной плитки к керамзитобетону и тяжелому
силикатобетону. Хоздоговор 2.
Приложение 9. Заключение на работу по теме Выполнить химический анализ веществ, выделяющихся при обжиге шихты на основе отходов
обогащения фосфоритной руды. Договор 1.
Приложение . Рекомендации по внедрения в производство
результатов диссертационной работы Мулеванова С.В.
Приложение . Акт о внедрении разработки технологии по утилизации фосфорсодержащих отходов Егорьевского месторождения фосфоритов Московской области при производстве
стекла
Приложение . Информационный материал ВДНХ СССР г
Приложение . Информационный материал ВДНХ СССР г
Приложение . Удостоверение за достигнутые успехи в развитии народного хозяйства СССР.
Приложение . Акт внедрения результатов диссертационной работы Мулеванова С.В. в учебный процесс
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
В настоящее время производство стекла и изделий на его основе в России переживает целый ряд трудностей, связанных с финансовыми проблемами. Возможности выживания предприятий определяются наличием и размером их материальных, финансовых и интеллектуальных ресурсов. При этом главной задачей предприятий является достижение минимальных затрат на единицу продукции при обеспечении высокого качества. Определенные резервы в этом отношении у отечественных производителей имеются. Как отмечается в 1 средняя энергоемкость варки стекла на наших предприятиях па 0 выше достигнутой в Европе. Россия располагает большими запасами нерудного природного и техногенного сырья, которое может составить конкуренцию традиционным видам сырья, используемым в стеклоделии. До настоящего времени не решен вопрос обеспечения стекольной промышленности вторичным стеклобоем, что обусловлено отсутствием системы его сбора и подготовки. Мировой опыт показывает, что только инновационное развитие, опирающееся на лучшие достижения науки и техники может обеспечить успешное функционирование предприятий в сложных экономических условиях.
Актуальность


Как было показано выше, катионы железа могут принимать тетраэдрическую координацию и в этом случае встраиваться в стеклообразный каркас, и иметь более высокие координационные числа, являясь в этом случае модификаторами. Возможность и степень участия ионов Ре в сегкообразовании является функцией энергетического состояния стеклообразного каркаса, наличия щелочных и щелочноземельных катионов и величины их контрополяризующего воздействия . По мнению авторов , чем больше радиус и меньше сила поля катионов М4, тем легче отдают они кислородные анионы на построение тетраэдров Ре3М. Бе3 переходит в октаэдрическую координацию. В этой связи наличие тетраэдри чески координированных ионов Ре3в алюмосиликатных стеклах при КаА0з КО,5 т. АЮб как предполагают авторы работ , кажется маловероятным. Вхождение тетраэдрических групп Бе3 в стеклообразующий каркас не только снижает его прочность, но и вносит в каркас значительные стерические искажения в виду различия в размерах групп 8Ю4 и Ре3 межатомные расстояния О и Ре3 О при координационном числе 4 составляют соответственно 1, и 1, Л . В отмечается, что искажение структурного каркаса вокруг тетраэдров Ре3 уменьшается, когда содержание железа становится достаточно высоким. По мнению авторов в щелочных железосиликатных стеклах существуют 2 различных тетраэдрических положения Ге3 при низком содержании Ыа тетраэдры Ре3 встраиваются в силикатную сетку, образуя связи О Ре, а при высокой концентрации Ыа образуются квазимолекулярные тетраэдрические комплексы, диссоциированные в стсютс. Авторы , , считают, что в щелочных железосодержащих стеклах с К2ОРез 1 часть ионов Ре3 находится в тетраэдрических, а часть в октаэдрических позициях, причем, с увеличением концентрации Ре3 как отмечается в , оно переходит в тетраэдрическую координацию. По мнению авторов для ионов Рс3 в щелочносиликатных стеклах характерна октаэдрическая координация. Автор основываясь на корреляции между величиной энергетического сдвига рентгеновского Ккрая поглощения, и эффективным координационным зарядом делает вывод, что в стекле состава Ыа Ю2о,8,Ре3о,2 локальное окружение ионов Бе3 состоит из 6 атомов кислорода, находящихся на 2 различных расстояниях, так что ближайшее окружение иона как и в гематите включает 3 кислородных атома. Фурьепреобразований определить расстояние, количество и тип ближайших соседей центрального атома, подтверждает модель деформированного октаэдрического окружения ионов Ре. В бесщелочных кальциевосодержащих стеклах с достаточно высоким содержанием модификатора, ионы Ре1 по мнению авторов , , , могут полностью или частично входить в стеклообразующий каркас. Однако, как обоснованно считают автору,т , такое состояние не может быть устойчивым изза непрочности тетраэдрических комплексов РеМ. Роль сеткообразователя для ионов Ре2 менее вероятна изза большего радиуса и меньшей силы поля. В , , , показано, что в щелочных и щелочноземельных расплавах и стеклах, ионы Ре2 находятся в деформированных октаэдрах. По размер координационных полиэдров ионов Ре2 определяется длиной связи решетки . Повышение содержания Ыа и снижение полимеризации структуру, ведет к уменьшению эффективной длины связи Ре2 О и позволяет Ре образовать кислородный октаэдр, соответствующий его ионным размерам. Авторы , , , , , утверждают о возможности существования в силикатных стеклах с большим содержаууием щелочных оксидов тетраэдрически координированных ионов Ре2, в частности, при низкой концентрации этих ионов, при этом, по мнению , , возрастание коущентрации Ре2 сопроуюждается переходом части ионов из тетраэдрических в октаэдрические позиции. В , выделяют положения с тетраэдрической координацией Ре2 в железосодержащих алюмосиликатных стеклах при низком содержании щелочного оксида. Характерной для катионов железа в силикатных стеклах является тенденция к а1регации. Увеличение концентрации ионов железа сопроуюждается ууереходом от статистическибеспорядочного расположения этих ионов в стеклообразующей матрице к ассоциированному в виде кластеров, состоящих из анионов кислорода и катионов Ре2 и Ре3 , .

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.186, запросов: 242