Структура натриевоборосиликатных расплавов и служебные свойства эмалей и эмалевых покрытий на их основе

• Автор: Коснырева, Ирина Геннадьевна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 199 с. : ил.

Введение

1 Состояние вопроса

1.1 Роль оксидов, образующих эмали.

1.2 Структура силикатных, боратных, боросиликатных стекол и расплавов

1.3 Структура силикатных и боросиликатных расплавов по данным дифракционных исследований.

1.3.1 Модельные расчеты по данным дифракционных исследований.

1.3.2 Опытные данные дифракционных исследований.

1.4 Ликвационные и кристаллизационные явления в стеклах и эмалях

1.5 Физикохимические свойства эмалей.

1.5.1 Термодинамические характеристики эмалевых систем

1.5.2 Плотность и тепловое расширение эмалей

1.5.3 Водо и кислотоустойчивость эмалей
1.6 Структура и свойства эмалевых покрытий
1.6.1 Вязкость эмалей.
1.6.2 Смачивание эмалями поверхности металла
1.6.3 Роль диффузии в процессе формирования эмалевого покрытия
1.6.4 Коррозия металла под слоем эмалевого покрытия.
1.6.5 Составы промышленных эмалей.
Постановка задачи исследования
2 Методики синтеза силикатных, боратных и боросиликатных эмалей и исследование их структуры и свойств.
2.1 Методические особенности синтеза эмалей.
2.2 Методики исследования строения эмалей.
2.2.1 Дифференциальнотермический анализ
2.2.2 Рентгенофазовый анализ
2.2.3 ИКспектроскопия.
2.2.4 Электронная микроскопия.
2.3 Методы определения поверхностных и объемных свойств эмалей
2.3.1 Плотность эмалей
2.3.2 Определение водоустойчивости и химической устойчивости
2.3.2.1 Методика определения водо и химической устойчивости эмалей.
2.3.2.2 Длительные испытания эмалированных пластинок в воде при
Т3 К и Т3 К.
2.3.3 Изучение температурной коррозии металла под слоем эмалевого покрытия.
2.3.4 Методика определения термического коэффициента линейного расширения.
2.3.5 Определение температуры начала растекания и угла смачивания.
2.3.6 Определение вязкости
2.4 Расчет структурных факторов и коэффициентов активности оксидов металла в двойных системах.
2.4.1 Теоретические основы расчета структурных факторов и коэффициентов активности в бинарных расплавах
2.4.2 Структурные факторы и активности оксидов металлов в системах
ЯОЭЮг и 1ЮВ3.
2.5 Измерение коэффициентов диффузии катионов металла методом фарадеевского импеданса
2.5.1 Методика фарадеевского импеданса
2.5.2 Схема измерительных цепей установки.
2.5.3 Конструкция электрохимической ячейки и методика проведения эксперимента.
2.5.4 Определение режима электрохимической реакции
Выводы.
3 Структура и массоперенос в силикатных, боратных и боросиликатных
расплавах.
3.1 Структурные зависимости в модельных расчетах силикатных и боратных расплавов.
3.2 Расчет активностей оксидовмодификаторов в модельных квазибинарных системах ЯОБЮг и В.ОВ2Оз.
3.3 Массоперенос в натриевоборосиликатных расплавах.
3.3.1 Явления массопереноса в силикатных и боросиликатных расплавах
при вязких течениях
3.3.2 Диффузия катионов металлов в расплавленных эмалях
Выводы.
4 Структура и физикохимические свойства натриевоборосиликатных эмалей
4.1 Структура натриевоборосиликатных эмалей по данным ИКспектроскопии.
4.2 Характеристические температуры натриевоборосиликатных эмалей
4.3 Влияние состава основы 3i и вводимых добавок на плотность эмалей.
4.4 Зависимость термического коэффициента линейного расширения
эмалей от состава
4.5 Влияние добавок на кристаллизацию эмалей
4.5.1 Процессы кристаллизации в исходных составах эмалей
4.5.2 Влияние добавок на коррозию стали под слоем эмалевого покрытия
4.6 Кинетика протекания процесса коррозии под слоем эмалевого покрытия
4.7 Смачивание стального листа эмалями I и II группы составов.
4.8 Влияние состава на химическую устойчивость эмалей.
4.8.1 Водоустойчивость эмалей.
4.8.2 Химическая устойчивость эмалей в растворе, содержащем ионы Са2.0 Выводы
5 Оптимизация состава эмалей для труб нефтяного сортамента
5.1 Анализ химической устойчивости промышленных эмалей
5.2 Изменение ИКспектров отражения эмалированных пластинок после длительных испытаний в воде при Т3 К и Т3 К
5.3 Служебные характеристики промышленных эмалей для защиты
металла от коррозии
Выводы
Библиографический список
Приложения
Введение


В2ОзАОз5п2гЮ2 и два модификатора один ионмодификатор подвижный i или , другой менее подвижный Са2 Ва 2, наблюдается эффект нейтрализации кислых групп второго сеткообразователя менее подвижным модификатором. В случае, когда в стекле имеется один подвижный модификатор , три сеткообразователя i В3 А, влияние 4v либо складываются, если кислорода от хватает для перевода их в группы типа i 2 2к, либо один из них образует подобные группы в меньшей степени . В литиевых стеклах цинк при любых концентрациях всегда выступает в роли модификатора 2. Катионы при небольших концентрациях в эмалях встраиваются в кремнекислородный каркас в виде тетраэдров , но при содержании более мол. При обсуждении структуры расплава необходимо принимать во внимание не только различие сил связи, но и следствие этого различия особенности пространственного расположения ионов. Энергетическая равноценность ионов должна вызывать дополнительное упорядочение частиц в расплаве по сравнению с совершенными ионными растворами. Так, в стеклах энергия взаимодействия Ре2 и О2 значительно превосходит все остальные ионные пары, например, Са2 и О2, Са2 и ЗО. Следовательно, Ре2 и О2 будут чаще всего находиться в соседстве друг с другом, что вынудит слабо взаимодействующие ионы к образованию своих групп . Итак, структура промышленных эмалей, основу которых составляет система 8Ю2ЫаВз, сложным и неоднозначным образом определяет их физикохимические свойства. Структура силикатных и боросиликатных расплавов по данным дифракционных исследований Стекла эмалевые расплавы в дифракционном эксперименте дают осциллирующую кривую интенсивности излучения 1 как функцию волнового числа, по которой могут быть определены ряд структурных характеристик расплава. В рамках модели жестких сфер получено уравнение для расчета структурного фактора, отражающего пространственное распределение недеформируемых сферических частиц неупорядоченной плотноупакованной системы, между которыми отсутствует притяжение. Корреляционная функция, связанная с функцией радиального распределения ФРРА соотношением 1. Через нее могут быть выражены многие равновесные свойства жидкости. Отличные от нуля значения г для жидкостей при г диаметра атома указывают на присутствие межчастичного взаимодействия. ФРРА в жидкостях находят экспериментально, с помощью дифракционных методов. Первичной информацией в дифракционных методах исследований рентгенография, электронография, нейтронография является экспериментально полученная зависимость интенсивности I рассеянного излучения от угла 0, под которым ее фиксируют. Зависимость интенсивности излучения образцом рассматривают от модуля волнового вектора э Гэ1п0Х. Й атомный фактор рассеяния, характеризующий зависимость интенсивности рассеяния данного вида излучения одним изолированным атомом исследуемого вещества аБ структурный фактор, характеризующий угловое распределение интенсивности рассеянного образцом излучения, отнесенного к одному атому, и обусловленный структурой, образованной атомами вещества. Xi и X их мольные доли, получим выражение и, соответственно, кривую для структурного фактора а8 ЛЯР8. В бинарных расплавах структурный фактор аз является составным, поскольку формируется рассеянием лучей от атомов разных сортов. Его значение определяется не только геометрическим размещением атомов, но также и фактором объемного расширения и флуктуациями состава сплава . X X ши5 ао0. Уув х X ад 5Гз 1. Гз и атомные факторы компонентов Х и X их мольные доли. Данный способ разложения аэ в виде парциальных функций волнового числа был предложен ФаберомЗайманом на основе неоспоримого утверждения, что в растворах с сильно различающимся сродством компонентов друг к другу химический состав вокруг атомов каждого сорта значительно отличается от средневзвешенного, что влияет на физикохимические свойства растворов и что должно быть учтено при расчете парциальных структурных зависимостей. Сэ. Однако для разложения структурного фактора э многокомпонентного расплава в целях выявления геометрического размещения атомов можно выбрать и другие базисные корреляционные функции, что, в конечном итоге, приведет к аналогичным уравнениям.