Сотовые и волокнистые оксидные керамические изделия, получаемые окислительным конструированием

• Автор: Чернявский, Андрей Станиславович
• Шифр специальности: 05.17.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 152 с. : ил.

Введение

I. Литературный обзор.

1.1 Существующие типы керамических материалов и области их применения

1.2 Способы получения изделий из оксидной керамики

1.3.1 Окисление титана на воздухе и в кислороде

II Экспериментальные методики

2.1 Технические характеристики и виды материалов, использумых для

создания металлических преформ.

2.2. Изготовление преформ

2.2.1. Подготовка материалов.

2.2.2. Изготовление цилиндрических преформ.

2.2.3 Изготовление преформ эллиптического сечения
2.2.4 Изготовление кубических преформ с параллельными и перпедикулярными каналами
2.2.5 Изготовление преформ с пересекающимися каналами
2.2.6. Изготовление плоских волокнистых фильтров.
2.2.7. Изготовление волокнистых цилиндрических круглых фильтров. 2.2.8 Изготовление образцов из А1 и Т1 войлока.
2.3 Приборный парк окисления.
2.3.1 Процессы окисления преформ до С проводили в печах с нагревателями из нихрома, или сплава капа
2.3.2 Процессы окисления при температуре от до С.
2.3.3. Процессы окисления при температуре от до С
2.4. Методы исследования.
2.4.1. Определение площади удельной поверхности порошка
2.4.2. Определение кажущейся плотности и открытой пористости керамики.
2.4.3. Определение механических характеристик керамики.
2.4.4. Рентгенографические исследования.
2.4.5. Сканирующая электронная микроскопия
2.4.6. Инфракрасная ИК спектроскопия образцов и конденсата паровой фазы
2.4.7. Просвечивающая электронная микроскопия.
2.4.8. Электронография
2.4.9. Определение микротвердости керамических образцов.
2.4 Элементный анализ.
2.4 Термогравиметрический анализ
2.4 Определение газовой проницаемости фильтров
III Экспериментальная часть.
3. Получение изделий из железа, титана, никеля и меди.
3.1 Изделия из металлической фольги.
3.1.1 Влияние атмосферы на получение изделий из металлической фольги
3.1.2. Изменение геометрических параметров окисляемых лент
3.1.3 Оценка динамики окисления толстостенных образцов
3.1.4. Изучение взаимодействия лент и гофр с оксидами металлов и водой.
3.1.5 Механические свойства полученных сотовых структур.
3.1.6 Термоциклирование образцов из металлических лент
3.1.7. Петррафический анализ
3.2 Изделия из металлического войлока.
3.2.1 Матики из металлического войлока
3.2.2. Изучение взаимодействия войлоков металлов с оксидами металлов.
3.2.3 Изучение взаимодействия металлического войлока с фольгой инертных металлов
3.2.4. Изучение свойств керамических фильтров
3.2.4.1. Изучение газовой проницаемости окисленных металлических
сеток.
3.2.4.2.Получение и изучение свойств комбинированных фильтров
3.2.4.3 Плоские фильтры
3.2.4.4. Цилиндрические фильтры
3.2.4.5. Армированные фильтры
3.2.5 Исследование полученных материалов на СЭМ и РФ А.
3.3 Получение керамических изделий окислением преформы выше температуры плавления металла
3.3.1 Изучение процесса стекания в преформах из фольги и войлока
3.3.2 Изучение взаимодействия алюминиевого войлока с фракциями оксида алюминия
3.3.3 Изучение процесса окисления алюминиевого войлока.
3.3.4 Свойства фильтров и фильтрующих элементов, полученных окислением ачюминиевого войлока
3.3.5. Изучение фазового состава волокон.
3.3.6 Особенности ОКТК для алюминия
3.4. Результаты испытаний изделий из ОКТКкерамики и блоксхема процесса окислительного конструирования.
IV. Обсуждение результатов.
V. Выводы
Список литературы


Спекание некоторых видов технической керамики например, корундовой, бериллиевой, циркониевой осуществляется без участия жидкой фазы в результате объемной диффузии и пластического течения, сопровождающихся ростом кристаллов. Спекание в твердых фазах происходит при использовании весьма чистых материалов и при более высоких температурах, чем спекание с участием жидкой фазы, и потому получило распространение лишь в производстве технической керамики на основе чистых окислов и тому подобных материалов. В соответствии с комплексом предъявляемых требований степень спекания разных видов керамики колеблется в широких пределах. Изделия из электрофарфора, фарфора, фаянса и других видов тонкой керамики покрываются перед обжигом глазурыо, которая при высоких температурах обжига С, плавится, образуя стекловидный водо и газонепроницаемый слой. Глазурированием повышают технические и декоративнохудожественные свойства керамики. Массивные изделия глазуруются после сушки и обжигаются в один прием. Тонкостенные изделия перед глазуровкой во избежание размокания в глазурной суспензии подвергают предварительному обжигу. С целью получения высокоплотных текстурированных керамик применяют горячее прессование1,, обработка давлением в режиме сверхпластичности. Определенной проблемой в технологии технической керамики стоит получение керамических волокон, широко применяемых в качестве теплоизоляционных материалов, для изготовления фильтров и армирования другой керамики. Наиболее распространены муллитовокремнеземные волокна, которые получают путем сплавления, смесей глинозема, и кремнезема с добавкой незначительного количества модификаторов и раздувания выливаемой струи расплава потоком сжатого воздуха или пара в который предварительно вводитсясвязующее 1. Другим способомявляетсярастворный метод 1 получения глиноземистых волокон из шликера оксида или гидроксида алюминия. ЕОМИния. Волокна большой длины получают выливанием тонкой струйки расплава из. Известные технологии используют суспензии частиц аоксида алюминия строго контролируемой гранулометрии в водных растворах солей алюминия. Волокно прекурсора, полученное сухим прядением, после пиролиза дает волокно аоксида алюминия. Получение практически чистых волокон оксида алюминия с качественнойи плотной микроструктурой представляет существенные трудности. Имеется только один коммерчески доступный вид волокон оксида алюминия x производства ii ii, которые имеют диаметр микрон. Даже в этом случае процесс изготовления волокна приводит к неконтролируемому росту зерна и росту межзеренных пор при повышенных температурах, чтосущественно ухудшает механические и термические свойства. Для улучшения этих свойств обычно добавляется вторая оксидная фаза такая, как оксид циркония. Например, ЗМ 6x1 волокна, используемые для изготовления фильтров, обычно состоят из оксида алюминия АОз, кремнезема 8Юг и оксида бора В2О3 в различных пропорциях . Эти волокна и пены, кроме того, достаточно дороги. Для получения волокон керамики используют также технологии пиролиза тканевых и минеральных волокон, пропитанных различными добавками, золями и растворами 1,, обжиг предварительно вспененных субстратов 1. В качестве исходных материалов служат также металлоорганические полимеры и пропитанные вяжущим сухие нагретые под нагрузкой волокна, а также методы осаждения из паровой фазы на подложку . На этой стадии для каждого компонента керамической массы обеспечивается заданный состав, необходимую степень чистоты, а также физическое состояние и влажность, требуемые для дальнейшей переработки, включая предварительную термическую обработку для синтеза нужных химических соединений. Условием реализации основных технологических характеристик керамик является мелкое зерно в структуре материала. Так, наиболее высокие показатели механических свойств достигаются в материалах с ультрадисперстной структурой с размером се фрагментов на субмикронном уровне. Получаемые на стадии измельчения компонентов порошки должны приобрести требуемые технологические характеристики прессуемость, текучесть и др. Для достижения поставленных на этой стадии целей применяются как традиционные керамические технологии разнообразные мельницы, ультразвук, так и разнообразные методы синтеза прекурсоров.