Разработка составов и технологии получения пеностеклокристаллических материалов на основе кремнеземистого сырья

• Автор: Душкина, Мария Алексеевна
• Шифр специальности: 05.17.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 197 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР, ОБОСНОВАНИЕ ЦЕЛИ И ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ

1 Л. Сырье для пеностекольных материалов

1.2 Технология получения пеностекольных материалов

1.3 Функциональные свойства и области применения пеностекольных материалов

1.4 Постановка целей и задач работы

2. ХАРАКТЕРИСТИКА СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ, МЕТОДОЛОГИЯ РАБОТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Характеристика сырья и исходных материалов

2.1.1 Кремнеземистое сырье

2.1.2. Вспомогательные материалы
2.2. Методология работы и методы исследования
2.2.1. Методология работы
2.2.2. Физико-химические методы исследования
2.2.3 Методы исследования характеристик стеклогранулята и готового ПСКМ
3. ТОНКОДИСПЕРСНОЕ КРЕМНЕЗЕМИСТОЕ СЫРЬЕ И ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, ПРОТЕКАЮЩИЕ ПРИ СИНТЕЗЕ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОГО СТЕКЛОГРАНУЛЯТА НА ЕГО ОСНОВЕ
3.1 Сравнительный анализ тонкодисперсных песков
3.2. Теоретическое обоснование составов низкотемпературного стеклогранулята
3.3 Определение граничных значений химического состава кремнеземистого сырья для получения низкотемпературного стеклогранулята
3.4. Исследование процессов силикато- и стеклообразования в шихтах на основе кремнеземистого сырья
3.4.1 Термообработка шихт на основе стекольных песков
3.4.2 Термообработка шихты на основе строительных песков
3.4.3 Термообработка шихт на основе аморфно-кристаллического сырья..
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
4. ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА ВСПЕНИВАНИЯ НА СВОЙСТВА ПЕНОСТЕКЛОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛОВ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ
4Л Особенности вспенивания пенообразующих смесей из стеклогранулята на основе кварцевых песков, их структура и свойства
4.2 Особенности вспенивания пенообразующих смесей из гранулята на основе строительных песков, их структура и свойства
4.3 Технологические особенности получения ПСКМ на основе кварцевых и строительных песков
4.3.1 Технологические особенности подготовки стекольных песков
4.3.2. Технология получения ПСКМ
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
5. КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА УСТОЙЧИВОСТИ К ВНЕШНИМ ФАКТОРАМ ПЕНОСТЕКЛОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ МОДЕЛЬНЫХ СОСТАВОВ
5.1 Исследование устойчивости пеностеклокристаллических материалов к биокоррозии
5.2 Устойчивость пеиостекольных материалов к агрессивным средам
5.3 Перспективы применения пеностеклокристаллических материалов как поглотителя электромагнитного излучения
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
Список литературы
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. В настоящее время актуальными являются вопросы разработки эффективных материалов полифункционального назначения, получаемые по технологиям, основанным на принципах ресурсосбережения и энергоэффективности. Реализация энергоэффективности осуществляется путем использования теплоизоляционных материалов и уменьшения энергоемкости их производства. Эффективными теплоизоляторами, обладающими важным комплексом свойств, являются пеностекольные материалы. Наряду с низкой теплопроводностью и плотностью при относительно высокой прочности материал относится к классу экологически безопасных и долговечных.
Ресурсосбережение предполагает использование отходов и побочных продуктов обогащения минерального сырья, которое имеется в значительных объемах. Предварительные исследования, проводимые в Томском политехническом университете, показали, что предпочтительны тонкодисперсные (менее 100 мкм) кремнеземистые материалы с высокой долей аморфной составляющей. На основе такого сырья синтез стеклогранулята, являющегося исходным сырьем для пеностеклокристаллических материалов, можно осуществлять при температурах ниже 950 °С без применения стекловаренных печей, что значительно снижает энергозатраты. В случае расширения сырьевой базы за счет использования кристаллического кремнеземистого сырья с дисперсностью до 300 мкм необходимо проведение дополнительных исследований по разработке составов и технологии получения пеностеклокристаллических материалов.
Актуальными также являются исследования других функциональных свойств пеностекольных материалов, например, способности поглощать электромагнитное излучение, что расширяет области применения и предполагает широкий спектр свойств многофункционального материала.

авиатехнике и др.). Известно использование пеностекла в устройстве подводного аппарата. Жесткая оболочка из пеностекла (рисунок 1.9.), находящаяся между стеклометаллокомпозитными стенками корпуса аппарата, повышает устойчивость цилиндрической оболочки корпуса за счет увеличения ее толщины и собственных механических свойств пеностекла, при этом практически не увеличивает общую массу аппарата и поддерживают необходимый уровень плавучести. Техника изготовления таких корпусов устроена так, что пеностекло не устанавливают между стенками оболочки, а синтезируют его внутри при температуре 750 °С [69].
Рисунок 1.9 - Схема конструкции корпуса подводного аппарата:
1 -цилиндрическая оболочка из стеклянного слоя; 2-3 - металлическое покрытие, 4- жесткая оболочка из пеностекла, 5 - торцевые крышки.
Порошок пеностекла может быть использован как компонент смазочного материала, используемого для тяжелонагруженных узлов трения, например в механизмах железнодорожного транспорта. Пеностекло в таком случае выступает в роли модификатора контактных поверхностей, при этом образует граничные слои силикатов железа, показывая улучшенные трибохарактеристики. Порошок пеностекла вводится в битумно-графитовую композицию наряду с другими добавками в количестве 5-10 мае. % [70].
Актуальными в настоящее время являются исследования возможности использования пеностекла в качестве поглотителя электромагнитного излучения (ЭМИ). Радиопоглощающие материалы применяются для решения проблем электромагнитной совместимости, защиты информации от несанкционированного доступа, защиты биологических объектов от электромагнитного излучения, а также для снижения радиолокационной