Термоактивирование теплофизических процессов структурных изменений в керамике

• Автор: Каныгина, Ольга Николаевна
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Бишкек
• Количество страниц: 284 с. : ил.

Глава 1. Методология исследования термостойкости керамических

материалов

§1.1.Фазовое пространство системы технологические

параметры - структура - свойства керамики

§1.2.Физические аспекты образования структуры керамики в

процессе спекания

§ 1.3. Термомеханические свойства керамики

§ 1.4. Теплофизические свойства оксидной керамики

§1.5. Использование термофлуктуационной модели для

анализа термостойкости оксидной керамики.

Глава 2. Структурные аспекты термостойкости корундовой и

циркониевой керамики
§2.1. Влияние порового пространства на структуру и
термостойкость корундовой керамики.
§2.2. Влияние параметров мезоструктуры на термостойкость
корундовой керамики
§2.3. Термостойкость системы корунд - диоксид циркония
§2.4. Влияние качества поверхностей частиц на кинетику
спекания керамики
§2.5. Возможность управления процессами 105 структурообразования в корундовой керамике
Глава 3. Эволюция структуры в циркониевой керамике при
термоциклировании
§3.1. Взаимосвязь параметров мезо- и микроструктуры в
керамике из частично стабилизированного диоксида циркония.
§3.2. Термоциклирование циркониевой керамики
§3.3. Диссипация энергии в ЧСДЦ при термоциклировании
Глава 4. Теплофизические аспекты формирования структуры в кремнеземистой керамике.
§4.1. Применение коэффициентов отражений для анализа структуры кремнеземистой керамики.
§4.2. Изменение цветовых параметров после обжигов
волластонитовой керамики.
§4.3. Формирование фазового состава и пористости
кремнеземистой керамики в процессе термической обработки §4.4. Влияние ионного состава воды затворения на
формирование межфазных границ в кремнеземистой керамике. §4.5. Влияние дисперсности частиц и ионного состава воды затворения на кинетику спекания кремнеземистой керамики.
Глава 5. Эволюция структуры кремнеземистой керамики в процессе термоциклирования
§5.1 Влияние неоднородности макроструктуры на
термомеханические свойства кремнеземистой керамики.
§5.2. Определение термостойкости кремнеземистой керамики методом теплосмен
§5.3. Термостойкость кремнеземистой керамики при
термоударе.
§5.4. Эволюция структуры кремнеземистой керамики при термоударе.
§5.5. Термическое активирование процессов структурообразования в кремнеземистой керамике Заключение Литература

Работа посвящена исследованию теплофизических процессов, обеспечивающих структурные превращения при спекании и термических нагрузках в керамике.
Актуальность работы обусловлена потребностью повышения термомеханических свойств керамических материалов, использование которых чаще всего ограничивается развитием хрупкого разрушения при смене температуры эксплуатации. Для этого необходимо исследовать влияние способов термического активирования теплофизических процессов, формирующих структуру в керамике; определить возможности оптимизации режимов спекания, эволюцию структуры при термических нагружениях и эксплуатации керамики. Решение поставленных задач требует разработки методологии комплексного анализа связи структурных изменений с теплофизическими и термомеханическими свойствами керамики.
В настоящее время разработаны подходы к исследованию формирования структуры керамики (В.Я. Шевченко, О.Л Хасанов, Г.С. Юрьев, Ю.П. Похолков B.C. Иванова, Г.Н. Масленникова, P.A. Андриевский, А.В Беляков, B.C. Бакунов, Г.Я. Акимов), создаются модели тепло - и массопереноса в полифазных состояниях при высоких температурах (Г.Н. Дульнев, В.В. Новиков, В.М. Лелевкин, В.Е. Семенов, A.B. Нехорошее, Ю.Н. Крючков, Ю.А Коваленко) и фазовых превращений при спекании керамики (Ю.В.Быков, С.В. Егоров, А.И. Рачковский, С.М. Баринов, В..И. Бабушкин, Ю.К. Щипалов, К.К. Стрелов), исследуются проблемы моделирования структуры в конструкционных материалах (В. Е. Панин, М.А. Корчагин, С.В. Панин); предложено более 20 критериев термостойкости и разработаны методы исследования ее термомеханических свойств (Г.Д.Семченко, Н.М. Бобкова, Г. А. Гогоци, Ю.И. Комоликов, С.Ю. Плинер). В неудовлетворительном состоянии находится исследование эволюции структуры керамики, сформировавшейся при спекании, в процессе термических нагружений. Незначительное число работ посвящено анализу

Рис. 1.7. Нагрев кремнеземистого образца в печи (а) и скорость нагрева образца на разных температурных участках (б), (а): ♦ - температура в печи и ■ - на образце; (б): Ш - масса М1 и А - масса МО.
400 650 900 Т, К 1400 3 3.5 10 П,%
Рис. 1.8. Расчетная (а) и экспериментальная (б) теплоемкости для кремнеземистой керамики.
Наконец, третий провал (1123К) связан с удалением кристаллизационной воды из пакетов базальных плоскостей каолинита, искажением координации ионов А1 и образованием метакаолинита. Остроконечный пик при 1200 К соответствует экзотермическому удалению следов ОН - ионов и перестройке решетки с частичным отщеплением кремнезема. Выше 1250 К начинается образование стеклофазы.
Скорость изменения температуры в нестационарных тепловых