Керамические материалы на основе маложелезистых бокситов

• Автор: Кормщикова, Зинаида Ильинична
• Шифр специальности: 05.16.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Сыктывкар
• Количество страниц: 148 с.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
1. Принципы создания специальных видов керамики на основе
природного минерального сырья (бокситов)
1.1. Краткая характеристика бокситового сырья
1.2. Переработка бокситов. Свойства керамических материалов на
ОСНОВе боКСИТОВ
1.3. Проблемы создания прочных и трещиностойких структур
в керамических поликристаллических материалах
1.4. Постановка задачи исследования
2. Характеристика материала и'еЄліедойания. Методики
исследования
2.2. Характеристика исходных материалов и приготовление
образцов
2.3. Методики исследования
2.3.1. Химический анализ
2.3.2. Измерение кажущейся плотности, открытой пористости и
ВОДОПОГЛОЩеНИЯ
2.3.3. Седиментационный анализ
2.3.4. Термический анализ
2.3.5. Рентгенофазовый анализ
2.3.6. Определение массовой доли компонентов
2 з у Петрография и морфологический анализ
микроструктуры

ВВЕДЕНИЕ
Бокситы являются основным сырьем для производства алюминия, глинозема, а также применяются для изготовления огнеупоров [1,2]. В последнее время появились, но пока недостаточно активно разрабатываются новые направления использования маложелезистых бокситов, связанные с получением корундовой керамики и композитов [3, 4, 5]. Они сориентированы исключительно на высокомодульные бокситы. Следует отметить, что получение керамических материалов из чистого глинозема требует введения модифицирующих добавок с целью оптимизации технологических процессов и достижения высоких эксплуатационных характеристик изделий. Маложелезистые высокомодульные бокситы изначально содержат требуемые компоненты в допустимых количествах, следовательно, можно исключить из схемы изготовления алюмооксидной керамики стадию получения чистого глинозема и технологическую операцию введения некоторых добавок. С другой стороны, непостоянство химического состава данного типа сырья ограничивает использование бокситов для получения на их основе керамических материалов.
Маложелезистые бокситы Среднего Тимана по своему минеральному и химическому составу подобны бокситам, которые используются в мировой огнеупорной и керамической промышленности [4,6]. Поэтому актуально проведение исследований по разработке физико-химических и технологических принципов получения технической керамики с прогнозируемыми и стабильными свойствами на их основе. Кроме того, большое значение имеет решение проблем, связанных с вовлечением в сырьевую базу бокситов с высоким содержанием оксида кремния (низкомодульных), широко представленных в данном и во многих известных месторождениях. Решение этой задачи будет способствовать улучшению экономической и экологической ситуации не только в регионе Среднего Тимана, но и в районах, примыкающих к обозначенным месторождениям.
Настоящая работа выполнена в Институте химии Коми НЦ Уральского отделения РАН по проекту Коми Республиканской программы «Создание

Таким образом, керамика на основе оксида алюминия, спеченная по жидкофазной технологии, остается предметом интенсивных исследований. Анализируя принципы конструирования прочных, трещиностойких корундсодержащих материалов, можно проследить тенденцию модифицирования структуры материала введением различных добавок в чистый оксид алюминия. Добавки не только интенсифицируют спекание за счет образования жидкой фазы, различных дефектов в корундовой решетке, но также образуют дополнительные фазы. Определенные фазы создают в корундовом материале напряженные области за счет различия в ТКЛР. При охлаждении после температуры обжига корундовая матрица и зерна дополнительных фаз оказываются либо в сжатом, либо в растянутом состоянии, что является причиной образования микрорастрескивания. Существует мнение, что напряжения сжатия, возникающие в зернограничной фазе, приводят к увеличению прочности керамического материала [53, 54]. Такое упрочнение наблюдается в том случае, когда коэффициент термического расширения стекловидной фазы значительно ниже КТЛР выделяющихся кристаллов. Например, прочность магниево-адюмосиликатных стекломатериалов резко возрастает при образовании фаз с высоким значением КТЛР (шпинель, кварц, муллит) и снижается при выделении кордиерита [114].
Формирование структуры керамических материалов носит направленный характер, обеспечивая изделиям физико-технические свойства с учетом их длительной службы в эксплуатации. Конструирование керамики из бокситов основано на тех же принципах, что и создание керамики из чистых компонентов. Анализ литературного материала показывает, что наличие основных примесей оксидов гитана и кремния и других примесей оксидов предполагает возможность получения высокопрочной керамики на основе системы А120з-8Ю2-ТЮ2, спеченной по жидкофазной технологии. В данном случае материал окажется полифазным, а наличие дополнительных фаз может значительно изменить свойства керамического материала.