Технология и физико-химические свойства пористых композиционных материалов на основе жидкого стекла и природных силикатов

• Автор: Заболотская, Анастасия Владимировна
• Шифр специальности: 05.17.11, 02.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 149 с. : ил.

1 ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ.

1.1. Неорганические композиционные материалы.

1.2. ТЕПЛОИЗОЛЯЦИО 1НЫЕ ПОРИСТЫЕ МАТЕРИАЛЫ

1.2.1. Высокотемпературные технологии теплоизоляционных материалов

1.2.2. Общие закономерности формирования силикатных расплавов ячеистой структуры

1.2.3. Газообразование при порообразовании систем.

1.3. Структура и свойства природных силикатов

1.4. Свойства и применение материалов на основе жидкого стекла.

1.5. Современные подходы к синтезу материалов с заданными свойствами .

2. МЕТОДИКИ СИНТЕЗА, МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ МАТЕРИАЛОВ. ИСХОДНЫЕ ВЕЩЕСТВА

2.1. Методика получения пористых теплоизоляционных материалов

2.2. Исходные вещества.
2.3. Методики исследования физикохимических процессов получения композиционных материалов
2.3.1.Исследование вязкости жидкого стекла
2.3.2. Химический анализ жидкого стекла.
2.3.3.Измерение электропроводности жидкого стекла.
2.3.4.Методы термического анализа ДТА, ТГ.
2.3.5. Инфракрасная спектроскопия.
2.3.6. Рентгенофазовый анашз исходных пород и полученных композитов
2.4. Методики исследования физикохимических свойств полученных композиционных материалов
2.4.1. Исследование кислотноосновных свойств
2.4.2. Определение прочности материалов на сжатие
2.4.3. Определение характеристик материалов с помощью оптикотелевизионной измерительной системы ОТИС.
2.4.4. Электронная микроскопия
2.4.5. Определение химической устойчивости материалов
2.4.6. Определение толщины полученных пленок.
3. ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПРОТЕКАЮЩИЕ В СИСТЕМЕ ЖИДКОЕ СТЕКЛО
3.1. Свойства растворов на основе жидкого стекла.
3.2. Процессы полимеризации в системе жидкого стекла.
3.3. Физикохимические процессы твердения жидкостеколыюй системы.
3.3.1. Физикохимические процессы при воздействии температуры
3.3.2. Свойства растворов на основе жидкого стекла и отвердителей
3.4. Образование тонкопленочной системы на основе жидкого стекла.
4. ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ФОРМИРОВАНИЯ ПОРИСТЫХ И ПЛОТНЫХ МАТЕРИАЛОВ В СИСТЕМЕ ЖИДКОЕ СТЕКЛООТВЕРДИТЕЛЬНАНОЛНИТЕЛЬ.
4.1. ИССЛЕДОВА1 1ИЕ ПРОЦЕССОВ ТВЕРДЕНИЯ В СИСТЕМЕ ЖИДКОЕ СТЕКЛО
4 НАПОЛНИТЕЛЬ.
4.2. Структура и свойства полученных материалов
4.2.1. Структура полученных материалов.
4.2.2. Пористость полученных теплоизоляционных материалов
4.2.3. Кислотноосновные свойства
4.3. Процессы в системе жидкое стеклоцеолит.
4.4. Формирование защитной пленки на теплоизоляционных материалах
5. РАЗРАБОТКА СОСТАВОВ И ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ
ПОРИСТЫХ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ЖИДКОГО СТЕКЛА
5.1 Планирование эксперемента по разработке составов.
5.2. Разработка технологии получения теплоизоляционных материалов на
ОСНОВЕ КОМПОЗИЦИИ ЖИДКОЕ СТЕКЛО ОТВЕРДИТЕЛЬ НАПОЛНИТЕЛЬ .
5.2.1. Получение теплоизоляционных материалов при использовании
омического нагрева
5.2.2. Получение теплоизоляционных материалов при использовании СВЧ
нагрева.
6. ИССЛЕДОВАНИЕ ЦЕЛЕВЫХ СВОЙСТВ И ПЕРСПЕКТИВЫ КОММЕРЦИАЛИЗАЦИИ НАУЧНЫХ РАЗРАБОТОК.
6.1. Целевые свойства полученных теплоизоляционных материалов
6.2. Применение полученных теплоизоляционных материалов .
6.2. Оценка эффективности коммерциализации научных исследований .
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ .
ПРИЛОЖЕНИЯ.
ВВЕДЕНИЕ


Томска диплома лауреата конкурса Томкой области в сфере образования и науки диплома и малой медалью Минпромнауки. Композиционные материалы КМ известны и используются человеком на протяжении многих веков. Это системы, образованные в природе в результате протекания естественных процессов, или искусственно созданные человеком двух или многофазные компактные материалы, с существованием границ раздела между отдельными составными компонентами фазами, с целью получения улучшенных эксплуатационных свойств по сравнению со свойствами отдельных составляющих компонентов. Композиционный материал состоит из наполнителя, который выполняет роль армирующего или упрочняющего компонента и матрицы, которая связывает наполнитель и передает ему часть нагрузки . Схематически КМ представлены на рис. Композиционные материалы можно классифицировать по методам их получения по характеру расположения фаз по назначению или их принадлежности к определенным классам веществ металлические, неметаллические, полимерные, керамические, волокнистые и т. Классификация КМ по назначению, по способу получения, природе компонентов условна, т. Существуют такие понятия КМ как полиматричный и полиармированный. Первое характеризует послойное расположение чередование в слоистой конструкции различных матриц I фаза с включениями однородных волокон И фаза. Такая сэндвичсистема является не материалом, а композиционной конструкцией. Полиармированный КМ содержит волокна различной природы в одной и той же матрице такой материал обозначается как поликомпозиционный. Усилия растяжения, возникающие между этими слоями, приводят к частичному или полному разделению массы на два слоя и могут явиться причиной пустот в пористых КМ. Выделяющиеся при спекании внутреннего слоя газы увеличивают эти пустоты, в результате чего в пористых КМ формируются крупные раковины. Рис. В соответствии с геометрией компонентов КМ деляг на три основные группы с одно, двух и трехмерными компонентами частицами II фазы. Одномерные это удлиненные волокнистые компоненты. Двухмерные компоненты имеют два размера, значительно превышающие третий и соизмеримые с характерным размером элементарного образца КМ слоистые системы. Под трехмерными подразумевают системы с частицами, все три размера которых имеют один порядок. Классификация по схеме армирования предполагает одноосное линейное, двухосное плоскостное и трехосное объемное расположение компонентов. Такое деление правомочно лишь для искусственно создаваемых макрокомпозиционных систем пластики, железобетон и другие литые или прессованные материалы, сформированных волокнами. Дисперсные системы, к которым относятся и КМ, характеризуются формой, размерами, распределением и числом входящих в них частиц. Поры пустоты также являются дисперсной фазой в КМ, поскольку они создаются определенным веществом воздух, газы и имеют границу раздела с матрицей. К ним можно отнести микропузырьки и микрокапли жидкости, распределенные в суспензиях и эмульсиях, из которых получают композиционные покрытия КП. При включении в твердую среду они будут являться фазой II. В настоящее время единой классификации теплоизоляционных материалов не существует. Пористые теплоизоляционные материалы получают по высокотемпературным и низкотемпературным технологиям и делят на три основные класса гранулированные сыпучие, крупноблочные штучные, зернистые. В отдельную группу можно выделить волокнистые изоляционные материалы 6. На рис. Гранулнрованные материалы используются главным образом в качестве легких заполнителей при изготовлении бетонов. Кроме этого они применяются также как самостоятельные теплоизоляционные материалы в виде засыпок. Г 1 . Материал ячеистого строения
Сгеклопор с размером гранул более 5 ми силипор материал с размером ранул от 0,1 до 5 мм Пеносиликат вспученный материал, имеющий форму плит размером 0 х 0 х 0 мм или иную геометрическую форму Керим ш юный гравий, вермикулит и перлит, атерит, истрозит, ранулировапиос пеностекло С, перлитовый щебень, песок н вспученный вермикулит Пеностекло, блочный пснокамснь пеностекло, кернен, пснонеолит
Рис.