Влияние оксида алюминия на свойства базальтовых стекол и волокон на их основе

• Автор: Гутников, Сергей Иванович
• Шифр специальности: 02.00.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 127 с. : ил.

Оглавление

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Химический состав стекол и горных пород для получения непрерывного волокна.

1.2 Вязкость базальтовых расплавов и условия получения базальтовых непрерывных волокон

1.3 Механические свойства стеклянных и базальтовых непрерывных волокон

1.4 Исследования кристаллизации базальтовых стекол и волокон на их основе

1.5 Щелочестойкость базальтовых непрерывных волокон

1.6 Структура силикатных стекол

1.6.1 Изучение роли алюминия в силикатных стеклах методами КР и ИКспектроскопии

1.6.2 Изучение структурной роли оксида алюминия в силикатных и стеклах

методом ЯМРспектроскоиии

1.6.3. Изучение структурной роли железа в базальтовых стеклах и волокнах на их
основе методом мессбауэровской спектроскопии.
ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.
ГЛАВА 3. ПОЛУЧЕНИЕ БАЗАЛЬТОВЫХ СТЕКОЛ С РАЗЛИЧНЫМ СОДЕРЖАНИЕМ ОКСИДА АЛЮМИНИЯ И НЕПРЕРЫВНЫХ ВОЛОКОН НА ИХ ОСНОВЕ
3.1 Получение стекол.
3.2 Лабораторная установка для получения непрерывных волокон.
3.3 Получение волокон
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ БАЗАЛЬТОВЫХ СТЕКОЛ С РАЗЛИЧНЫМ СОДЕРЖАНИЕМ ОКСИДА АЛЮМИНИЯ И НЕПРЕРЫВНЫХ ВОЛОКОН НА ИХ ОСНОВЕ.
4.1 ИКспскгроскопия.
4.2 КРспсктроскопия.
4.3 ЯМРспектроскопия
4.4 Мессбауэровская спектроскопия
ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕРМИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ И КРИСТАЛЛИЗАЦИОННЫХ СВОЙСТВ БАЗАЛЬТОВЫХ СТЕКОЛ С РАЗЛИЧНЫМ СОДЕРЖАНИЕМ ОКСИДА АЛЮМИНИЯ И НЕПРЕРЫВНЫХ
ВОЛОКОН НА ИХ ОСНОВЕ.
ГЛАВА 6. ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК БАЗАЛЬТОВЫХ
НЕПРЕРЫВНЫХ ВОЛОКОН С РАЗЛИЧНЫМ СОДЕРЖАНИЕМ ОКСИДА
АЛЮМИНИЯ.
6.1 Механические свойства базальтовых непрерывных волокон с различным
содержанием оксида алюминия
6.2 Щелочестойкость базальтовых непрерывных волокон с различным
содержанием оксида алюминия
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Работа содержит рисунков и таблиц, библиорафия включает 2 ссылки. ГЛАВА 1. Базальты основные каменные породы вулканического происхождения. Они практически повсеместно распространены в земной коре. Минеральный состав горных пород зависит от химического состава магмы и от условий ее кристаллизации 9. Оливин, структурная формула минерала 1,Ре28Ю, катионы 12 и Ре2 изоморфно замещают друг друга . Температура плавления падает С РеЮ4, фаялит с увеличением содержания РеО в оливине. Кристаллическая решетка форстерита ГуЮ4 является типичным представителем островных структур с изолированными тетраэдрами 8Ю4. Пироксен, структурная формула ЯхгОб, где Я , Ре, Са, А1, Ка. Анион представляется следующей формулой БОб4. Возможно изоморфное замещение кремния на алюминий, с образованием АЮ45 Пироксены в базальтовых породах обычно представлены следующими минералами авгит СаМ Ре, А18д А12Об, энстатиг М22Об, гиперстен Ре, К22Об. Температура плавления пироксенов колеблется в пределах С в составах богатых 1Ю2, до С в составах с высоким содержанием РеО8Ю2. Плагиоклазы представляют собой изоморфный ряд альбита и анортита. Альбит1 КаА1з, температура плавления С. СаА2С8 , температура плавления С. Альбит и анортит являются конечными соединениями ряда плагиоклазов, образующих непрерывный ряд твердых растворов. Структура решетки состоит из тетраэдров 8Ю44 и АЮ45 с катионами кальция и натрия в промежутках. РК4 , причм алюмокислородные тетраэдры в этих структурах являются слабыми звеньями . Волокна, полученные из природного минерала и искусственной смеси того же состава, демонстрируют разные физикомеханические свойства . Возможно, при плавлении базальта образуется жидкость с расположением частиц близким исходному кристаллическому образцу, которое сохраняется и при образовании стекловолокна. Таблица 1. Состав некоторых волокнообразующих стекол масс. Ю2 . А 3. Ре3 0. СаО 8. Ыа К 9. В3 2. ВаО 2. Т Ю2 0. I Трочие 2. Астекло содержание Я более . Состав характеризуется малой химической стойкостью и прочностью. В настоящее время его используют с целью дальнейшего получения кварцевых волокон. ССтекло химически стойкое. Стекловолокно типа С разработано для использования в тех областях техники, где материал контактирует с агрессивными средами, главным образом с кислотами. Основными факторами, обеспечивающими повышенную кислотостойкость и удовлетворительную водостойкость стекла, являются содержание в стеклах не менее БЮ оксидов натрия и лития. Естекло производится i основе низкощелочных или бесщелочных композиций алюмоборсиликаты содержание до 2. Стекло этой марки широко применяется при изготовлении текстильных изделий. В состав такого стекла входят магнийалюмосиликатные композиции. Прочностные характеристики стекла примерно на превышают характеристики Естскла. Эти стекла обладают повышенной термостойкостью и высокой стоимостью. Такие сгскла используют для производства непрерывного волокна с целью армирования бетонов и цементов. Базальтовые стекла малощелочные, железосодержащие стекла, близкие по свойствам стеклам типа Е и , относятся к основным магматическим породам, имеющим окраску от светлосерой до черной. В зависимоеги от содержания i2 они делятся на следующие группы основные i2 , нейтральные средние , i , кислые i . В литературе широко представлены различные модели влияния химического состава силикатных стекол на их вязкость , . В настоящее время отсутствует общепризнанный подход к вычислению вязкости таких расплавов. Основным недостатком предлагаемых моделей является ограниченность их применения для узкой области составов. В работе представлен обзор различных моделей и подходов к расчетам вязкости силикатных стекол в зависимости от их состава. Однако рассчитанные значения вязкости расплавов т 6. Пас по данным химического состава базальтов Берестовецкого месторождения не совпадают с экспериментально измеренными величинами Па с 5. Многие модели зависимости вязкости расплавов базальтов от их химического состава найдены эмпирическим путем , .