Тугоплавкі поліфункціональні матеріали на основі композицій системи (CaО, ZrО2)–MgО–Al2O3–SiО2



Ультрафільтруючі елементи також мають тримодальний розподіл пор за розміром: мода при значенні радіуса пор 4 мкм характеризує великі пори, близькі до поверхневих шарів граней зразка без мембранного шару; мода при 0,4 мкм характеризує пори підкладки, а пори з радіусом від 3 до 7 нм і модою при 3,5 нм мають вузький розподіл пор за розміром (понад 85 % об'єму пор мембрани припадає на пори 3-5 нм) - характеризують селективний мембранний шар (рис. 9).



Мікроструктура проникних матеріалів представлена на рис. 10, а вироби на їх основі знайшли застосування в установках типу М8-УМК-30 і ДО8-УФМ для мікрофільтрації виноматеріалу та передстериалізаційної ультрафільтрації тихих вин із продуктивністю 6,3 м³/ч і 2,0 м³/ч.

Дослідні партії виробів зі складною геометрією та транстропною симетрією (гонікомби) з розроблених матеріалів відповідали технічним вимогам замовників і забезпечували технічний, соціальний і економічний ефекти, у т.ч. на установці «Стік» (ТОВ «Кермет-У», м. Харків), очищаюче-калібруючій машині «ОКМФ» (АК «Контакт», м. Харків).

Промислова партія фурнітури вагонеточних етажерок тунельних печей випалу великогабаритних фарфоро-фаянсових виробів пройшла повний цикл експлуатаційних випробувань на Старо-Оскольскому металургійному комбінаті. Асортимент вогнеприпасу представлено 5-ю видами виробів, що виготовлені за гнучкою технологічною схемою (рис. 8) за різними методами формування: екструзія - стояки кільцевого й прямокутного перетинів, пластичне штампування - підп'ятники під стояки, напівсухе пресування - плити (411Ч286Ч18 мм). У складах для формування використовували напівфабрикат ЗАТ «Електрофарфор», що коректували глиною Ч-1 і глиноземом «ГК» (склади КМ і ГТ).

У зразках матеріалу стояків вміст основних кристалічних фаз складає, мас. %: 54 і 36 кордієриту, 25 і 13 муліту, 19 і 47 корунду, 2 і 4 шпінелі для складів КМ і ГТ, відповідно. Зразки відрізняються підвищеною високотемпературною міцністю (табл. 5) у порівнянні із традиційним кордієритвмісним матеріалом К-2 (ЗАТ «Електрофарфор»). За результатами експлуатаційних випробувань термін служби розробленого вогнеприпасу перевищує італійський аналог у 1,4 - 2,2 рази.

Розроблено склад високоглиноземного цементу, основні кристалічні фази цементу - CaAl₂O₄ та CaAl₄O₇, водоцементне співвідношення - 0,29, терміни тужавіння: початок - 45 хв., закінчення - 2 год., марочність 600.

В умовах виробництва ДП «Харківський дослідний цементний завод» виготовлено експериментальну промислову партію (1,4 т) клінкеру спеціального цементу, що модифікували розробленою добавкою при помелі.

Таблиця 5. Властивості матеріалів для фурнітури

№	Властивості	Склади
		КМ	ГТ	К-2
1	уст., МПа	163 ± 2,5	140 ± 5,0	117 ± 8,0
2	, г/см3	1,97 ч 1,98	2,02 ч 2,08	2,2 ч 2,25
3	Пвідкр., %	14,5 ч 15,1	24,2 ч 30,8	12,1 ч 15,5
4	ТКЛР, б·10-6, град-1 (в інтервалі 25-600 °С)	3,13	2,47	2,23
5	Модуль пружності, ГПа (25-600 °С)	76,7	55,6	47,8
6	Теплопровідність, Вт/мК (25-600 °С)	2,40	1,50	1,29
7	упр., МПа (25-600 °С)	62,0	51,3	50,0
8	упр., МПа при 1300 °С	68,0	62,0	27,0
9	Критерій термостійкості, °С (25-600 °С)	258	371	412
10	Температура початку деформації під навантаженням 0,2 МПа, °С	1420	1480	-

Добавка в складі модифікованого в'яжучого блокувала підвищену гідратаційну активність клінкерних фаз, сприяла більш повному протіканню гідратації з утворенням десятиводного кристалогідрату моноалюмінату кальцію.

Визначено раціональний гранулометричний склад шамотного заповнювача для бетонів на модифікованому в'яжучому, проведені випробування бетонів в особливо агресивних середовищах магнієвих електролізерів і підтверджено, що за експлуатаційними характеристиками і корозійною стійкістю вони не поступаються кращим імпортним аналогам.

Розроблені бетони впроваджені для виготовлення корозійностійких тиглів і великогабаритних складнопрофільних елементів у футеровці експериментального магнієвого електролізеру на КП «Запорізький титаномагнієвий комбінат». Ефективність дії розробленої добавки «ГМ» перевірена в порівнянні з добавками фірми «Поліпласт» (Росія): поліфункціональним модифікатором «ПФМ-НЛК» та суперпластифікатором «СП-1». Розроблена добавка є ефективною в усі строки тужавіння і до 28 доби призводить не до зниження міцності (для «ПФМ-НЛК» та «СП-1» - 12 та 7 % відповідно), а підвищує її до 133 МПа на відміну від імпортних добавок , які забезпечують підвищення міцності цементного каменя лише у початкові строки.

Освоєно виробництво 7 видів сухих сумішей для вогнетривких бетонів і торкретмас на «Кіндратівському вогнетривкому заводі» (Донецька обл.).

У технології виробництва в основному використовується вітчизняна сировина, суміші збалансовані за гранулометричним та фазовим складом відповідно до закономірностей субсолідусної будови вивчених підсистем системи (CaO, ZrO₂)-MgO-Al₂O₃-SiO₂ і по фізико-механічних властивостях не поступаються імпортним аналогам (табл. 6).

Таблиця 6. Основні фізико-механічні властивості зразків із сухих сумішей

№	Розроблені	Імпортні
	Твип., С	П, %	г, г/см3	міц., МПа	Марка	Твип., С	П, %	г, г/см3	ст., МПа
1	1550	17,4	2,72	90,0	Basacast LC 60-800 Al2O3 ? 82 %, SiO2 ? 10 % (щільний вогнетривкий бетон)	1550	21,7	2,69	36,0
2	1600	33,0	2,43	52,0	Licofest 40-2SP-PF Al2O3 ? 88 % (ремонтний склад)	1600	33,0	2,42	17,0
3	1550	4,3	2,63	115,0	Linax Al2O3 ? 49 %, SiO2 ? 45 % (вогнетривкий бетон)	1550	18,2	2,02	36,0
4	1200	30,1	1,95	12,0	Basagun ISO 15-125 Al2O3 ? 34 %, SiO2 ? 45 % (ізоляційний торкрет-бетон)	1200	37,8	1,62	17,0
5	1750	19,5	2,84	92,5	Basatix SP 1700 Al2O3 ? 90 % (наливна маса)	1600	14,4	3,31	28,0
	1600	20,1	2,85	74,0
6	1550	14,0	2,46	92,0	Basagun 60-500 Al2O3 ? 57 % (торкрет-бетон)	1600	5,5	2,50	51,0
7	1600	32,0	2,33	12,0	Kermag LTD-75 MgO ? 85 %, SiO2 ? 5 % (токрет-маса)	1570	46,4	1,85	4,9
	1630	20,9	2,65	16,1

Розроблені сухі суміші випробувано для футеровки різних зон проміжних ковшів конвертерного виробництва сталі на «ММК ім. Ілліча» (м. Маріуполь). Сухі суміші для вогнетривких бетонів і торкрет-мас впроваджені на «Кіндратівському вогнетривкому заводі» з економічним ефектом більш 800 тис. грн./рік.

Суха суміш для низькоцементного вогнетривкого бетону № 5 на основі спеченного з ZrО₂ корунду (табл. 6) успішно випробувана на ВАТ НПО «Спецкераміка» (м. Сєвєродонецьк) у різних областях техніки: для ремонту футеровки човникової печі; димоходу, скруберу та льотки печі утилізації; виготовлення армованих брусів радіаційної печі у виробництві водню; безвипалювальних горілочних каменів для печі плавки базальту; футеровки циклонів реакторів регенерації каталізаторів органічного синтезу й виготовлення складнопрофільних зносостійких виробів - вставок ежекторів для регенераційних установок хімводоочищення. Економічний ефект від поліфункціонального застосування сухої суміші для вогнетривкого бетону № 5 склав 22 тис. грн./1 т.

Розроблені технічні рішення підтверджені 5-ю патентами України.

Області застосування розроблених матеріалів узагальнені в табл. 7.

Таблиця 7. Застосування поліфункціональних матеріалів на основі твердофазних обмінних реакцій в системі (CaО, ZrО₂)-MgO-Al₂O₃-SiО₂

Система:	№ ТОР:	Продукція:	Застосування:	Підприємство:
A - S	(1)	носій «волокнистого» Ag	конверсія метанол - формальдегід	ЗАТ «Сєвєродонецьке об'єднання Азот»
M - A - S	(2)-(4)	носій Ni	І ступень конверсії метану	ЗАТ «Сєвєродонецьке об'єднання Азот»
		пластини, гонікомби	микрофільтрація	ЗАТ «Електрофарфор»
		етажерочний вогнеприпас	печі випалу	АТ «Аліментармаш», Старооскольський металургійний комбінат
Z - M - A - S	(5)-(12)	вироби з селективною мембраною	ультрафільтрація	АК «Контакт» ТОВ «Кермет-У»
C - M - A	-	модифіковане неорганічне в'яжуче	спеціальні бетони	ДП «ХДЦЗ» ТОВ ІВФ «Спецтехстрой» ДНВЦ «Аккор-07» ТПК «Прімекс» Інститут Титана КП «ЗТМК»
C - Z - M - A - S	(13)-(15)	сухі суміші порошків	теплоізоляційні і вогнетривкі бетони, вироби із них	ВАТ «КВЗ» ММК ім. Ілліча ТОВ НПО «Спецкераміка» ТОВ «Сєвєродонецький завод теплоізоляційних виробів» ВАТ «ЛиНОС»

У додатках наведені акти випуску експериментальних, дослідно-промислових партій керамічних носіїв каталізаторів, конструктивних виробів для мікро- і ультрафільтрації, виробів фурнітури, модифікованого в'яжучого, корозійностійких бетонів і виробів із них, сухих сумішей для вогнетривких бетонів і торкрет-мас, а також технічні вимоги і технологічні інструкції на їх виробництво, акти випробувань і впровадження.

ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ

У роботі вирішена науково-практична проблема створення фізико-хімічних основ отримання тугоплавких неметалевих матеріалів з прогнозованим фазовим складом, структурою та властивостями, які регулюються технологічними параметрами синтезу на базі запропонованої концепції, що поєднує методологічні принципи прогнозування фазового складу тугоплавких матеріалів у багатокомпонентних оксидних системах з комплексом теоретичних та експериментальних досліджень закономірностей і особливостей перебігу обмінних твердофазних реакцій в системі (CaО, ZrО₂)-MgO-Al₂O₃-SiО₂.

1. Визначено за результатами термодинамічного аналізу найбільш ймовірні обмінні реакції за участю стехіометричних сполук у системах Al₂O₃-SiО₂, MgO-Al₂O₃-SiО₂, CaО-MgO-SiО₂, CaО-MgO-Al₂O₃, ZrО₂-Al₂O₃-SiО₂, ZrО₂-MgO-Al₂O₃-SiО₂ та у локальній концентраційній області системи CaО-MgO-Al₂O₃-SiО₂, які надають можливості синтезу необхідних комбінацій фаз в матеріалах та дозволяють покращити адаптацію матеріалів до термічних навантажень за рахунок зворотності та спряження окремих реакцій.

2. Розраховано склад та температуру (2064 К) евтектики в системі MgO-Al₂O₃-SiО₂, яка локалізується в елементарному трикутнику корунд-муліт-шпінель за рахунок перебудови конод вище 1733 К, що з урахуванням побудованих псевдобінарних неізотермічних перетинів шпінель-муліт та шпінель-кордієрит, складає підґрунтя вибору раціональних складів для одержання тугоплавких матеріалів.

3. Встановлено субсолідусну будову у потрійних і чотирикомпонентних підсистемах системи (CaО, ZrО₂)-MgO-Al₂O₃-SiО₂ з урахуванням зворотності твердофазних обмінних реакцій, що дозволило досягти необхідного складу комбінацій фаз в матеріалах при різних температурах синтезу.

4. Обґрунтовано тотожність характеру масообмінних процесів у межах запропонованих механізмів синтезу кордієриту, сапфірину та спряження твердофазних обмінних реакцій, що враховують участь во взаємодії твердих розчинів системи MgO-Al₂O₃-SiО₂.

5. Визначено геометро-топологічні та статистичні характеристики субсолідусної будови чотирикомпонентної системи ZrО₂-MgO-Al₂O₃-SiО₂: довжини конод, об'єми елементарних тетраедрів, ступінь їх асиметрії, ймовірності існування фаз та топологічні графи зв'язку співіснуючих чотирифазних комбінацій, зміни яких обумовлені зворотністю та спряженням обмінних реакцій в температурних інтервалах: до 1200 К, від 1200 до 1615 К, від 1615 до 1659 К та від 1659 до 1733 К.

6. Експериментальними дослідженнями підтверджено теоретичні результати з перебудови коннод у субсолідусній будові підсистем системи (CaО, ZrО₂)-MgO-Al₂O₃-SiО₂. Досліджено реакційну зону твердофазної взаємодії при синтезі кордієриту та доведено наявність проміжного продукту - високотемпературного кліноенстатиту триклінної симетрії, параметри кристалічної ґратки якого перекручені в наближенні до значень моноклінної модифікації за рахунок утворення твердого розчину з корундом - “алюмінієвого” енстатиту MgО·SiO₂·xAl₂O₃, що підтверджує схему спряженості, запропоновано механізм масообміну у твердофазних реакціях. Зафіксовано осцилюючий характер диференційнотермічних кривих, який обумовлено періодичним спряженням твердофазних реакцій у системі MgO-Al₂O₃-SiО₂, а температури екстремумів на кривій відповідають розрахунковим температурам зворотності й установлення стаціонарних станів у процесі протікання окремих твердофазних реакцій. Підтверджено трансформування фазового складу корундомулітокордієритових матеріалів у ході нагрівання до утворення теоретично спрогнозованої вогнетривкої комбінації фаз корунд-муліт-шпінель і відзначено особливість - уповільнення зворотності твердофазних реакцій у ході охолодження, що обумовлюється структурною стійкістю метастабільних твердих розчинів корунду в шпінелі через утворення катіонних вакансій при гетеровалентному ізоморфізмі 3Mg²⁺ > 2Al³⁺.

7. Досліджено фазовий склад, мікроструктуру та фізико-механічні властивості синтезованих проникних керамічних матеріалів: носіїв нікелевих каталізаторів першого ступеню паро-кисневої конверсії метану, мікро- і ультрафільтрів із селективним мембранним шаром. Реалізація принципів розробленої концепції забезпечує формування необхідної комбінації фаз у матеріалі та заданих властивостей, а проникна структура регулюється на нанорозмірному рівні: радіус пор керамічної підкладки для мембрани - у діапазоні 0,1-1,0 мкм (мода 0,4 мкм), радіус пор селективного шару 3-7 нм (мода 3,5 нм) і вузький розподіл його пор за розміром (пори від 3 до 5 нм складають більш 85 % усього об'єму пор мембрани). Розроблено та досліджено корундомулітокордієрітові матеріали, фазовий склад яких змінюється вище 1460 °С до вогнетривкої комбінації фаз корунд-муліт-шпінель і забезпечує границю міцності при вигині при 1300 °С до 75 МПа, температуру початку деформації під навантаженням 0,2 МПа - 1480 °С. Синтезовано модифікований високоглиноземний цемент, що відноситься до вогнетривких, гідравлічно твердіючих в'яжучих матеріалів, є швидкосхоплюючимися (терміни тужавлення: початок - 45 хв., закінчення - 2 год.) і високоміцним цементом (границя міцності при стиску через 28 діб відповідає марці 600). Ідентифіковано продукти гідратації та встановлено процеси формування кристалогідратних фаз у вогнетривких бетонах із заповнювачами та модифікуючими добавками різного типу. Визначено технологічні параметри одержання складнопрофільних і великогабаритних виробів технічної кераміки й вогнетривів залежно від необхідних експлуатаційних характеристик і обраного способу формування сирцю.

8. Отримано регресійні математичні моделі, які застосовували в технологічній практиці визначення раціональних вихідних сировинних складів та гранулометрії компонентів для забезпечення відтворюваності фазового складу та властивостей розроблених матеріалів на рівні кращих світових аналогів.

9. Результати роботи успішно пройшли дослідно-промислову апробацію та впроваджені у виробництво згідно розробленої гнучкої технологічної схеми і нормативно-технічної документації на: ВАТ “Кіндратівський вогнетривкий завод”, ДП «ХДЦЗ», ЗАТ “Електрофарфор”, ММК ім. Ілліча, ТОВ НПО “Спецкераміка” тощо. Технічна новизна розробок захищена 5 патентами України.

СПИСОК ОСНОВНИХ НАУКОВИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Логвинков С.М. Перестройка коннод диаграммы состояния системы MgO-А1₂О₃-SiО₂ и ее технологические перспективы / С.М. Логвинков, Г.Д. Семченко, Д.А. Кобызева // Огнеупоры и техническая керамика. - М., 1996. - № 11. - С. 4-8.

Здобувачем виконано аналіз фазових змін при ТОР.

2. Логвинков С.М. Изменение фазового состава корундомуллитокордиеритовых огнеупоров при термообработке / С.М. Логвинков, Г.Д. Семченко, Д.А. Кобызева // Огнеупоры и техническая керамика. - М., 1997. - № 10. - С. 15-20.

Здобувачем вивчено та проаналізовано закономірності зміни фазового складу.

3. Логвинков С.М. Расчет характеристик предполагаемой эвтектики псевдосистемы корунд-шпинель-муллит / Д.А. Кобызева, Г.Д. Семченко, С.М. Логвинков // Сб. научн. трудов ХГПУ "Информационные технологии: наука, техника, технология, образование, здоровье". - Харьков: ХГПУ, 1998. - Вып. 6. - Ч. 3. - С. 100-103.

Здобувачем поставлено завдання та проаналізовано результати розрахунків різними методами.

4. Логвинков С.М. Термодинамические аспекты синтеза огнеупоров из талькокаолиноглиноземистых композиций / С.М. Логвинков, Г.Д. Семченко, Д.А. Кобызева // Огнеупоры и техническая керамика. - М., 1998. - № 4. - С. 22-26.

Здобувачем виконано аналіз залежностей від температури процесів фазоутворення з співвідношенням вихідних інгредієнтів, що варіюється.

5. Логвинков С.М. О механизмах твердофазных химических реакций в системе MgO-А1₂О₃-SiО₂ / С.М. Логвинков, Г.Д. Семченко, Д.А. Кобызева // Огнеупоры и техническая керамика. - М., 1998. - № 8. - С. 29-34.

Здобувачем запропоновано метод аналізу та побудовано схеми механізму масообміну.

6. Логвинков С.М. Сопряженные процессы в системе MgO-А1₂О₃-SiО₂ и осциллирующий, автокаталитический характер эволюции фазового состава / С.М. Логвинков, Г.Д. Семченко, Д.А. Кобызева // Огнеупоры и техническая керамика. - М., 1999. - № 4. - С. 6-13.

Здобувачем встановлено та проаналізовано характер спряження ТОР, що самоорганізуються.

7. Логвинков С.М. Периодические процессы фазообразования в системе MgO-А1₂О₃-SiО₂ и твердые растворы сапфирина и кордиерита / С.М. Логвинков, Г.Д. Семченко, Д.А. Кобызева // Сб. научн. трудов ОАО "УкрНИИОгнеупоров им. А.С. Бережного". - Харьков: Каравелла, 1999. - № 99. - С. 72-79.

Здобувачем досліджено процеси термічної еволюції твердих розчинів.

8. Логвинков С.М. Термогравиметрические исследования твердофазных реакций в системе MgO-А1₂О₃-SiО₂ и их анализ с позиций теории графов / С.М. Логвинков, Г.Д. Семченко, Д.А. Кобызева, Л.П. Колесниченко, Л.В. Руденко // Огнеупоры и техническая керамика. - М., 2001. - № 3. - С. 2-7.

Здобувачем визначено умови експерименту і проаналізовано результати.

9. Логвинков С.М. Влияние периодических реакций в системе MgO-А1₂О₃-SiО₂ на фазовый состав и свойства кордиеритсодержащих материалов / С.М. Логвинков, Г.Д. Семченко, Д.А. Кобызева, B.C. Толстой, К.П. Вернигора, Е.С Саруа // Огнеупоры и техническая керамика. - М., 2001. - № 6. - С. 16-23.

Здобувачем виконано аналіз результатів РФА, ДТА та петрографії.

10. Логвинков С.М. Кинетическое моделирование твердофазных реакций в системе MgO-А1₂О₃-SiО₂ / Д.А. Кобызева, С.М. Логвинков // Вісник Національного технічного університету "ХПІ". - Харків: НТУ "ХПІ", 2001. - Вип. 19. - С. 42-44.

Здобувачем поставлено завдання і запропоновано метод моделювання.

11. Логвинков С.М. Механизм фазового распада сапфириновых и кордиеритовых твердых растворов / С.М. Логвинков // Вісник Національного технічного університету "ХПІ". - Харків: НТУ "ХПІ", 2001. - Вип. 20. - С. 102-106.

12. Логвинков С.М. Термодинамика фазовых взаимоотношений в субсолидусе системы MgO-А1₂О₃-SiО₂ / С.М. Логвинков, Г.Д. Семченко, Д.А. Кобызева, В.И. Бабушкин // Огнеупоры и техническая керамика. - М., 2001. - № 12. - С. 9-15.

Здобувачем виконано термодинамічний аналіз і зроблено висновки.

13. Логвінков С.М. Перспективи технологічного використання спінодального фазового розпаду сапфіриновнх i кордіеритових твердих розчинів / С.М. Логвінков, Г.Д. Семченко, Д.А. Кобизева, Л.П. Гуренко // Фізика і хімія твердого тіла. - 2002. - Т. 3. - № 2. - С. 341-345.

Здобувачем встановлено вплив способів наноструктуровання на підвищення міцності матеріалу.

14. Логвинков С.М. Оптимизация составов этилсиликатных связок для получения огнеупорных материалов / Л.П. Гуренко, С.М. Логвинков, Г.Д. Семченко, М.С Гуренко // Інтегровані технології та енергозбереження. - 2003. - № 2. -С. 80-84.

Здобувачем проаналізовано результати оптимізації складів.

15. Логвинков С.М. Характеристики субсолидусного строения системы NiO-MgO-А1₂О₃-SiО₂ / С.М. Логвинков, Д.А. Кобызева, Г.Д. Семченко, Д.С. Логвинков // Огнеупоры и техническая керамика. - М., 2003. - № 6. - С. 6-11.

Здобувачем тетраедрована система і вивчено її субсолідусну будову.

16. Логвинков С.М. Термодинамические аспекты фазообразования в системе А1₂О₃-SiО₂ / С.М. Логвинков, В.В. Макаренко, Н.С. Чопенко, Д.А. Бражник, Г.Д. Семченко, В.Н. Сидоров // Вісник Національного технічного університету "ХПІ". - Харків: НТУ "ХПІ", 2003. - Вип. 14. - С. 52-55.

Здобувачем виконано термодинамічні розрахунки та встановлено схему твердофазних взаємодій.

17. Логвинков С.М. Характеристики эвтектик в системе NiO-MgO-А1₂О₃-SiО₂ / Д.А. Бражник, С.М. Логвинков, Г.Д. Семченко // Огнеупоры и техническая керамика. - М., 2004. - № 5. - С. 16-18.

Здобувачем поставлено завдання, обрано методи розрахунків і визначено характеристики евтектик.

18. Логвинков С.М. Специфика организации структуры фильтрующего типа в кордиеритсодержащих материалах / С.М. Логвинков, Г.Д. Семченко, Д.А. Бражник, Л.П. Гуренко // Новые огнеупоры. - М., 2004. - № 6. - С. 35-38.

Здобувачем показано особливості організації бімодального розподілу пор за розміром.

19. Логвинков С.М. Термодинамика фазовых взаимоотношений в системе ZrО₂-MgO-А1₂О₃-SiО₂ / С.М. Логвинков, О.Б. Скородумова, И.В. Городничева, Д.А. Бражник, Г.Д. Семченко // Огнеупоры и техническая керамика. - М., 2004. - № 7. - С. 2-5.

Здобувачем встановлено всі стабільні комбінації фаз у системі.

20. Логвинков С.М. Термодинамический анализ твердофазных реакций в системе ZrО₂-MgO-А1₂О₃-SiО₂ / С.М. Логвинков, И.В. Городничева, О.Б. Скородумова, Г.Д. Семченко // Вісник Національного технічного університету "ХПІ". - Харків: НТУ "ХПІ", 2004. - Вип. 32. - С. 82-85.

Здобувачем встановлено залежності змін енергії Гіббса від температури для всіх ТОР у системі.

21. Логвинков С.М. Закономерности фазовых равновесий в системе MgO-А1₂О₃-SiО₂ в решении проблем синтеза, стабильности и применения кордиерита / С.М. Логвинков // Вісник Національного технічного університету "ХПІ". - Харків: НТУ "ХПІ", 2004. - № 33. - С. 127-135.

22. Логвинков С.М. Фазовые равновесия в субсолидусе системы ZrО₂-MgO-А1₂О₃-SiО₂ / С.М. Логвинков, Д.А. Бражник, О.Б. Скородумова, И.В. Городничева, Г.Д. Семченко // Огнеупоры и техническая керамика. - М., 2004. - № 9. - С. 9-17.

Здобувачем тетраедрована система та визначено характеристики її субсолідусної будови.

23. Логвинков С.М. Возможности спекания ZrО₂ с добавками в системе ZrО₂-MgO-А1₂О₃-SiО₂ с позиций термодинамики / С.М. Логвинков, О.Б. Скородумова, И.В. Городничева, Г.Д. Семченко, Д.А. Бражник // 3б. наук, праць ВАТ "УкрНДІВогнетривів ім. А.С. Бережного". - Харків: Каравелла, 2004. - № 104. - С. 114-119.

Здобувачем досліджено процеси спрямованого фазоутворення при ТОР.

24. Логвинков С.М. Механизм диффузионного массообмена при синтезе сапфирина и кордиерита / С.М. Логвинков, Г.Д. Семченко, Н.К. Вернигора // Огнеупоры и техническая керамика. - М., 2005. - № 2. - С. 2-7.

Здобувачем складено та проаналізовано схеми дифузійного масообміну при синтезі кордієриту та сапфірину.

25. Логвинков С.М. Особенности твердофазных взаимодействий и субсолидусного строения системы А1₂О₃-SiО₂ / С.М. Логвинков // Огнеупоры и техническая керамика. - М., 2005. - № 6. - С. 7-15.

26. Логвинков С.М. Влияние модифицирующей добавки на основные свойства огнеупорных цементов / С.М. Логвинков, Г.Н. Шабанова, А.Н. Корогодская, В.П. Шаповалов, Н.К. Вернигора // Вісник Національного технічного університету "ХПІ". - Харків: НТУ "ХПІ". - 2005. - Вип. 14. - С. 121-126.

Здобувачем встановлений синергізм інгредієнтів комплексної добавки до вогнетривких цементів.

27. Логвинков С.М. Моделирование границы муллитовых твердых растворов в высокоглиноземистой области системы А1₂О₃-SiО₂ / С.М. Логвинков, Д.А. Бражник, Н.К. Вернигора, В.В. Макаренко, В.П. Шаповалов, Н.С. Цапко // Вісник Національного технічного університету "ХПІ". - Харків: НТУ "ХПІ", 2005. - Вип. 52. - С. 143-147.

Здобувачем визначено математичні моделі, реперні температури і состави твердих розчинів, проаналізовано отримані результати.

28. Логвинков С.М. Огнеупорные массы для коррозионностойких тиглей / С.М. Логвинков, Г.Н. Шабанова, А.Н. Корогодская, Н.К. Вернигора, В.П. Шаповалов // 3б. наук. праць ВАТ "УкрНДІВогнетривів iм. А.С Бережного". - Харків: Каравелла, 2005. - № 105. - С. 129-136.

Здобувачем організовано дослідження, проаналізовані результати визначення основних властивостей вогнетривких мас.

29. Логвинков С.М. Термодинамический анализ фазовых равновесий и триангуляция системы СаО-MgO-SiО₂ / С.М. Логвинков, Н.К. Вернигора, Д.А. Бражник, Г.Н. Шабанова, В.П. Шаповалов // Огнеупоры и техническая керамика. - М., 2005. - № 12. - С. 8-13.

Здобувачем проаналізовано фазові взаємовідносини в системі з урахуванням ТОР.

30. Равновесные комбинации фаз в субсолидусе системы СаО-MgO-А1₂О₃ / С.М. Логвинков, Н.К. Вернигора, Г.Н. Шабанова, Д.А. Бражник, В.П. Шаповалов // Огнеупоры и техническая керамика. - М., 2006. - № 2. - С. 2-6.

Здобувачем тріангульована система та побудовано топологічні графи.

31. Изменение фазового состава муллитоциркониевой керамики при термо-циклировании / О.Б. Скородумова, С.М. Логвинков, И.В. Городничева, Н.К. Вернигора // Огнеупоры и техническая керамика. - М., 2006. - № 5. - С. 2-10.

Здобувачем проаналізовано вплив ТОР на фазові зміни.

32. Эффективность добавок-модификаторов в процессах гидратационного твердения высокоглиноземистого цемента / С.М. Логвинков, Н.К. Вернигора, Г.Н. Шабанова, В.П. Шаповалов, А.Н. Корогодская, В.Н. Сидоров // Вісник Національного технічного університету "ХПІ". - Харків: НТУ "ХПІ", 2006. - Вип. 13. - С. 16-24.

Здобувачем поставлено експерименти в порівнянні ефективності добавок різних виробників, зроблено аналіз і висновки.

33. Анализ фракционного состава огнеупорных бетонов на шамотном заполнителе / Н.К. Вернигора, С.М. Логвинков, Г.Н. Шабанова, А.Н. Корогодская // 3б. наук. праць ВАТ "УкрНДІВогнетривів iм. A.C. Бережного". - Харків: Каравелла, 2006. - № 106. - С. 71-77.

Здобувачем задано мету дослідження, встановлено раціональні межі варіювання вмісту заповнювача.

34. Влияние низкотемпературного твердофазного взаимодействия на фазовый состав и микроструктуру материалов системы ZrО₂-А1₂О₃-SiО₂ / С.М. Логвинков, В.Н. Шумейко, Н.К. Вернигора, С.З. Зеленцов, С.В. Тищенко // Огнеупоры и техническая керамика. - М., 2006. - № 12. - С. 4-10.

Здобувачем встановлено та досліджено ефект низькотемпературної реалізації ТОР: корунд + циркон = муліт + діоксид цирконію в присутності силіманіту.

35. Влияние суперпластифицирующих поликарбоксилатных добавок на физико-механические свойства высокоглиноземистого цемента / С.М. Логвинков, Г.Н. Шабанова, В.Н. Шумейко, Н.К. Вернигора, Н.С Цапко, В.Б. Дистанов, В.П. Шаповалов // Вісник Національного технічного університету "ХПІ". - Харків: НТУ "ХПІ", 2006. - Вип. 43. - С. 143-153.

Здобувачем запропоновано склад добавки для синтезу, поставлено експерименти по визначенню її ефективності.

36. Логвинков С.М. Структурно-фазовая релаксация в материалах системы MgO-А1₂О₃-SiО₂ при термических нагрузках / С.М. Логвинков, Н.К. Вернигора // Вісник Національного технічного університету "ХПІ". - Харків: НТУ "ХПІ", 2006. - Вип. 44. - С. 129-135.

Здобувачем встановлено процеси термічної релаксації розроблених матеріалів з дисипативною структурою.

37. Вернигора Н.К. Специфика организации фазового состава шамота / Н.К. Вернигора, С.М. Логвинков // Огнеупоры и техническая керамика. - М., 2007. - № 1. - С. 46.

Здобувачем виконано візуально-політермічний аналіз шляху топлення каолініту.

38. Экспериментальная проверка стабильности тройного соединения Ca₃MgAl₄O₁₀ и триангуляция системы СаО-MgO-А1₂О₃ / С.М. Логвинков, Н.К. Вернигора, Г.Н. Шабанова, В.П. Шаповалов // Огнеупоры и техническая керамика. - М., 2007. - № 3. - С. 14-18.

Здобувачем обґрунтовано необхідність перевірки стабільності, запропоновано умови експерименту, проаналізовано результати.

39. Тестирование диаграммы состояния А1₂О₃-SiО₂ согласно экспериментальным данным термической эволюции каолинита / С.М. Логвинков, Н.К. Вернигора, Г.Н. Шабанова, В.Н. Шумейко, Н.С. Цапко, В.П. Шаповалов // Вісник Національного технічного університету "ХПІ". - Харків: НТУ "ХПІ", 2007. - Вип. 8. - С. 161-172.

Здобувачем перевірено адекватність відображення фазового складу відповідно до розробленої системи Al₂O₃-SiО₂.

40. Проблемы неравнозначности условий фазообразования в шамоте / С.М. Логвинков, Н.К. Вернигора, Г.Н. Шабанова, В.Н. Шумейко // Вопросы химии и химической технологии. - 2007. - № 1. - С. 34-40.

Здобувачем узагальнено особливості фазоутворення шамоту залежно від температури та складу шамоту.

41. Определение термомеханических свойств неформованных огнеупоров для сталеразливочных ковшей / С.М. Логвинков, Н.К. Вернигора, Г.Н. Шабанова, В.Н. Шумейко, Н.С. Цапко // Вісник Національного технічного університету "ХПІ". - Харків: НТУ "ХПІ", 2007. - Вип. 31. - С. 118-123.

Здобувачем досліджено експлуатаційну застосовність неформованих вогнетривів у сталерозливних ковшах.

42. Термодинамическое обоснование использования алюмомагнезиальной шпинели в составе низкоцементных огнеупорных бетонов / С.М. Логвинков, Н.К. Вернигора, Г.Н. Шабанова, В.Н. Шумейко, В.П. Шаповалов // Новые огнеупоры. - М., 2008. - № 2. - С. 56-60.

Здобувачем досліджено розходження в процесах фазоутворення у низькоцементних вогнетривких бетонах без і в присутності шпінелі.

43. Влияние режимов обжига на степень муллитизации огнеупорной глины ДН-0 / Н.К. Вернигора, С.М. Логвинков, Г.Н. Шабанова, Н.С. Цапко // 3б. наук, праць ВАТ "УкрНДІВогнетривів iм. А.С. Бережного". - Харків: Каравела, 2008. - Вип. 108. - С. 180-189.

Здобувачем проаналізовано результати РФА зразків з випаленої глини ДН-0.

44. Пат. 28866 А Украіна, МПК⁷ С 04 В 33/22 Шихта для виготовлення вогнеприпасу / Логвінков С.М., Семченко Г.Д., Кобизєва Д.А., Тіщенко С.В.; заявник i власник Харківський державний політехнічний університет. - № 97105103; заявл. 20.10.97; опубл. 16.10.00, Бюл. № 5-11.

Здобувачем обґрунтовано раціональне співвідношення компонентів.

45. Пат. 29694 А Україна, МПК⁶ С 08 G 77/02 Спосіб одержання етилсилікатного зв'язуючого / Логвінков С.М., Семченко Г.Д., Тіщенко С.В.; заявник i власник Харківський державний політехнічний університет. - № 961224518; заявл. 03.12.96; опубл. 15.11.00, Бюл. № 6-11.

Здобувачем запропоновано черговість і тривалість етапів при одержанні зв'язуючого.

46. Пат. 43448 Україна, МПК⁷ С 04 В 28/00, 28/04 Гідроізоляційна композиція / Логвінков С.М., Тарасенко В.М., Духовний О.Р.; заявники i власники автори. - № 98126820; заявл. 23.12.98; опубл. 17.12.01, Бюл. № 11.

Здобувачем запропоновано комплексну добавку і її кількість у композиції.

47. Пат. 38516А Україна, МПК⁷ С 04 В 35/10 Шихта для виготовлення футеровки / Логвінков С.М., Шляхов C.O., Бакулін С.М., Кармазін B.I.; заявники i власники автори. - № 2000074257; заявл. 17.07.2000; опубл. 15.05.01, Бюл. № 4.

Здобувачем обґрунтовано раціональний склад шихти.

48. Пат. 80369 Україна, МПК⁷ С 04 В 35/66, 35/18 Вогнетривка маса / Вернигора Н.К., Логвінков С.М., Тищенко С.В., Цапко Н.С, Корогод- ська A.M., Шаповалов В.П.; заявник i власник - Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут". - а 200605903; заявл. 29.05.06; опубл. 10.09.2007, Бюл. № 14.

Здобувачем обґрунтовано раціональні кількості інгредієнтів і співвідношення компонентів добавки.

49. Логвинков С.М. Твердофазные обменные взаимодействия сложных оксидов циркония, магния, алюминия и кремния / С.М. Логвинков О.Б. Скородумова, Г.Д. Семченко, Д.А. Бражник, И.В. Городничева // Тез. доповідей XVI Української конф. з неорганічної xiмії за участю закордонних вчених. - Ужгород, 20-24 вересня 2004 р. - Київ: Вид.-поліграф. центр "Київський університет", 2004. - С. 133-134.

Здобувачем проаналізовано найбільш вірогідні обмінні взаємодії.

50. Логвинков С.М. Термодинамика фазовых равновесий системы СаО-MgO-А1₂О₃-SiО₂ в решении проблем керамического материаловедения / С.М. Логвинков, Н.К. Вернигора, В.П. Шаповалов, Н.П. Бурак // Тез. докладов V семинара СО РАН - УрО РАН "Термодинамика и материаловедение". - Новосибирск, 26-28 сентября 2005 г. - Новосибирск: ИНХ им. А.В. Николаева СО РАН, 2005. - С. 41.

Здобувачем показано участь та позитивний вплив шпінелі на фазоутворення.

51. Логвинков С.М. Адаптация фазового состава и структуры материалов системы MgO-А1₂О₃-SiО₂ к термическим нагрузкам / С.М. Логвинков, Н.К. Вернигора // Матеріали Міжнар. наук.-практ. конф. "Структурна релаксація у твердих тілах". - Вінниця, 23-25 травня 2006 р. - Вінниця: ТОВ фірма "Планер", 2006. - С. 257-258.

Здобувачем складено та проаналізовано схему адаптації кордієритових та сапфіринових твердих розчинів до термічних навантажень.

52. Логвинков С.М. Концепция реализации твердофазных реакций в технологии тугоплавких неметаллических материалов / С.М. Логвинков, Г.Д. Семченко, Н.К. Вернигора // Матер. Междунар. симпозиума (Третьи Самсоновские чтения) "Принципы и процессы создания неорганических материалов". - Хабаровск, 27-28 ноября 2007 г. - Хабаровск: Изд-во Тихоокеан. гос. унив., 2006. - С. 55.

Здобувачем проаналізовано принципи запропонованої концепції.

53. Логвинков С.М. Особенности термической эволюции каолинита и реакционной диффузии при синтезе муллита / С.М. Логвинков, Г.Н. Шабанова, Н.К. Вернигора, В.Н Шумейко, Н.С. Цапко // Тез. Междунар. конф. "Мезоскопические явления в твердых телах". - Донецк, 26 февраля-1 марта 2007 г. - Донецк: ДонФТИ НАНУ, 2007. - С. 37.

Здобувачем протестовано адекватність запропонованого варіанту діаграми стану А1₂О₃-SiО₂.

54. Логвинков С.М. Формирование диссипативных структур при протекании периодических твердофазных реакций в системе MgO-А1₂О₃-SiО₂ / С.М. Логвинков, Н.К. Вернигора // 3б. наук. праць Міжнар. наук. конф. "Фізико-хімічні основи формування i модифікації мікро-та наноструктур". - Харків, 10-12 жовтня 2007 р. - Харків: НФТЦ МОН та НАНУкраїни, 2007. - С. 70-72.

Здобувачем відмічено формування дисипативних структур при спряженні ТОР.

55. Логвинков С.М. Наноструктурирование и высокотемпературное упрочнение материалов системы MgO-А1₂О₃-SiО₂ при твердофазных обратимых реакциях / С.М. Логвинков, Н.К. Вернигора, Г.Н. Шабанова, В.В. Макаренко, Н.С. Цапко // Тез. докл. XX Всесоюзн. совещ. по температуроустойчивым функциональным покрытиям (к 60-летию Института химии силикатов). - Санкт-Петербург: ООО "Издательство "Лема", 2007. - С. 55-56.

Здобувачем проаналізовано ефекти від особливостей перебігу ТОР.

56. Логвинков С.М. Эффекты твердофазных обменных реакций при формировании диссипативной структуры гетерофазных оксидных материалов / С.М. Логвинков, Г.Н. Шабанова, Н.К. Вернигора, Н.С. Цапко // Тез. доп. XVII Укр. конф. з неорг. xiмії. - Львів, 15-19 вересня 2008 р. - Львів: Видавн. центр ЛНУ iм. Івана Франка, 2008. - С. 230.

Здобувачем показано позитивний вплив оборотності та спряження ТОР при фазо- та структуроутворенні.

57. Логвинков С.М. Концепция управления твердофазными обменными реакциями при получении гетерофазных оксидных материалов / С.М. Логвинков // Тез. докл. Междунар. научн.-техн. конф. "Технология и применение огнеупоров и технической керамики в промышленности". Харьков, 28-29 апреля 2009 г. - Харьков: Каравелла, 2009. - С. 30-31.

АНОТАЦІЯ

Логвінков С.М. Тугоплавкі поліфункціональні матеріали на основі композицій системи (CaО, ZrО₂)-MgO-Al₂O₃-SiО₂. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.17.11 - технологія тугоплавких неметалічних матеріалів. - Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Харків, 2010.

Дисертація присвячена розробці концепції одержання тугоплавких поліфункціональних матеріалів у системі (CaО, ZrО₂)-MgO-Al₂O₃-SiО₂ із заданим фазовим складом, структурою та властивостями, які регулюються за рахунок технологічного керування розвитком твердофазних обмінних реакцій у відповідних концентраційних областях системи.

Встановлено можливість протікання твердофазних обмінних реакцій, якими детермінується субсолідусна будова систем Al₂O₃-SiO₂, MgO-Al₂O₃-SiO₂, ZrO₂-Al₂O₃-SiO₂, ZrO₂-MgO-SiO₂, CaO-MgO-SiO₂, ZrO₂-MgO-Al₂O₃-SiO₂ и CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂.

Встановлено закономірності субсолідусної будови систем ZrO₂-Al₂O₃-SiO₂, ZrO₂-MgO-SiO₂ та ZrO₂-MgO-Al₂O₃-SiO₂ з урахуванням утворення твердих розчинів. Визначено всі термодинамічно стабільні дво-, три- та чотирифазні комбінації в різних інтервалах температур, що обумовлені зворотністю твердофазних обмінних реакцій. Сформульовано принципи концепції спрямованого регулювання взаємозв'язку «склад-структура-властивості» у синтезованих тугоплавких матеріалах, що базуються на встановлених ефектах від протікання твердофазних обмінних реакцій і не характерні для інших типів твердофазних взаємодій.

Розроблено технологічні схеми та склади тугоплавких матеріалів, які реалізують основні ефекти твердофазних обмінних реакцій і мають поліфункціональне застосування: керамічні носії каталізаторів, конструкційні проникні матеріали для мікро- і ультрафільтрації, фурнітура з підвищеною термостійкістю та високотемпературною міцністю, спеціальний цемент, сухі суміші для вогнетривких бетонів і торкрет-мас різного фазового складу та призначення.

Ключові слова: тугоплавкі поліфункціональні матеріали, твердофазні обмінні реакції, фазові рівноваги, субсолідусна будова, гетерогенні силікатні системи, структуроутворення, термодинаміка, процеси фазоутворення.

АННОТАЦИЯ

Логвинков С.М. Тугоплавкие полифункциональные материалы на основе композиций системы (CaO, ZrO₂)-MgO-Al₂O₃-SiO₂. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.17.11 - технология тугоплавких неметаллических материалов. - Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт», Харьков, 2010.

Диссертация посвящена разработке концепции получения тугоплавких полифункциональных материалов в системе (CaO, ZrO₂)-MgO-Al₂O₃-SiO₂ с заданным фазовым составом, структурой и свойствами, которые регулируются за счет технологического управления развитием твердофазных обменных реакций в соответствующих концентрационных областях системы.

Установлена возможность протекания твердофазных обменных реакций, которыми детерминируется субсолидусное строение систем Al₂O₃-SiO₂, MgO-Al₂O₃-SiO₂, ZrO₂-Al₂O₃-SiO₂, ZrO₂-MgO-SiO₂, CaO-MgO-SiO₂, ZrO₂-MgO-Al₂O₃-SiO₂ и CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂.

Построен и протестирован на соответствие известным экспериментальным данным вариант диаграммы состояния Al₂O₃-SiO₂, в котором муллит и силлиманит взаимосвязаны через твердый раствор в обратимой перитектоидной реакции.

Установлены три «элементарные» твердофазные обменные реакции в системе MgO-Al₂O₃-SiO₂, сопрягающиеся в 4-х комбинациях и определяющие периодический, самоорганизующийся характер фазовых взаимоотношений в различных температурных интервалах. Обосновано единство характера массообменных процессов в механизмах синтеза сапфирина, кордиерита и сопряжения твердофазных обменных реакций в этой системе. Разработана схема структурно-фазовой релаксации к термическим нагрузкам кордиеритовых и сапфириновых твердых растворов, взаимосвязывающая численные значения параметров нестехиометрии алюминиевой и кремниевой их кристаллических подрешеток, изменение состава и типа кристаллической структуры с температурными изменениями. Установлены характеристики тройной эвтектики, локализуемой в элементарном треугольнике корунд-муллит-шпинель за счет перестройки коннод выше 1733 К. Построены псевдобинарные сечения шпинель-муллит, шпинель-кордиерит и уточнено ликвидусное строение высокоглиноземистой области системы MgO-Al₂O₃-SiO₂.

Установлена низкотемпературная возможность (выше 1448 К) взаимодействия корунда с цирконом в присутствии силлиманита до образования муллита в комбинации с диоксидом циркония.

Определены фазовые взаимоотношения в системе CaO-MgO-SiO₂, меняющиеся в 4-х температурных интервалах: до 953 К, от 953 до 1313 К, от 1313 до 1660 К и выше 1660 К.

Установлена позитивная роль алюмомагнезиальной шпинели или ее прекурсоров в составах корундовых и муллитокорундовых огнеупорных бетонов на глиноземистых цементах за счет изменения приоритета развития твердофазных обменных реакций и протекания процессов фазообразования с ее участием в системе CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂.

Установлены закономерности субсолидусного строения систем ZrO₂-Al₂O₃-SiO₂, ZrO₂-MgO-SiO₂ и ZrO₂-MgO-Al₂O₃-SiO₂ с учетом образования твердых растворов. Определены все термодинамически стабильные двух-, трех- и четырехфазные комбинации в различных интервалах температур, обусловленных обратимостью твердофазных обменных реакций. Сформулированы принципы концепции направленного регулирования взаимосвязи «состав-структура-свойства» у синтезируемых тугоплавких материалов, базирующиеся на установленных эффектах от протекания твердофазных обменных реакций и не характерных для других типов твердофазных взаимодействий.

Разработаны технологические схемы и составы тугоплавких материалов, которые реализуют основные эффекты твердофазных обменных реакций и имеют полифункциональное применение: керамические носители катализаторов, конструкционные проницаемые материалы для микро- и ультрафильтрации, изделия огнеприпаса с повышенной термостойкостью и высокотемпературной прочностью, специальный цемент, сухие смеси для огнеупорных бетонов и торкретмасс различного фазового состава и назначения.

Ключевые слова: тугоплавкие полифункциональные материалы, твердофазные обменные реакции, фазовые равновесия, субсолидусное строение, гетерогенные силикатные системы, структурообразование, термодинамика, процессы фазообразования.

ANNOTATION

Logvinkov S.M. - The high-melting polyfunctional materials on the base of the compositions of the (CaO, ZrO₂)-MgO-Al₂O₃-SiO₂ system. - The manuscript.

The thesis for doctor of technical science degree on the speciality 05.17.11 - technology of high-melting non-metallic materials. - National Technical University «Kharkiv Polytechnic Institute», Kharkiv, 2010.

The thesis is devoted to developing the concept of obtaining high-melting poly-functional materials in the (CaO, ZrO₂)-MgO-Al₂O₃-SiO₂ system with a specified phase composition, structure and properties, which are regulated by the technological management of the development of solid-phase exchange reactions in the respective areas of concentration.

A possibility of solid-phase exchange reactions, which determine the subsolidus structure of the Al₂O₃-SiO₂, MgO-Al₂O₃-SiO₂, ZrO₂-Al₂O₃-SiO₂, ZrO₂-MgO-SiO₂, CaO-MgO-SiO₂, ZrO₂-MgO-Al₂O₃-SiO₂ и CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂ systems was established.

Regularities of subsolidus structure of ZrO₂-Al₂O₃-SiO₂, ZrO₂-MgO-SiO₂ and ZrO₂-MgO-Al₂O₃-SiO₂ systems taking into account the formation of solid solutions were established. All the thermodynamically stable two-, three-and four phase combinations in different temperature range due to reversibility of the solid-phase exchange reactions were identified. The principles of line management relationship «composition-structure-properties» of the synthesized high-melting materials which are based on the established effects of the solid-phase exchange reactions and are not characteristic for other types of the solid-phase interactions were formulated.

Technological schemes and compositions of refractory materials, which realize the basic effects of solid-phase exchange reactions and have polyfunctional application, were developed. These are ceramic catalysts, porous structural material for micro-and ultrafiltration, the fire-store products with high temperature resistant and high temperature strength, special cement, dry mixes for refractory concrete and torkret-masses with different phase compositions and purpose.

Keywords: high-melting polyfunctional materials, solid-phase exchange reactions, phase equilibria, subsolidus structure, heterogeneous silicate systems, structure-formation, thermodynamic, phase-formation processes.

Підписано до друку 23.03.2010 р. Формат 60х84/16.

Папір офсетн. Друк - різографічний. Умовн. друк. арк. 1,9

Гарнітура Times New Roman. Тираж 100 прим. Замовлення № 177

Надруковано у СПДФО Ізрайлев Є.М.

Свідоцтво № 04058841 Ф0050331 від 21.03.2001 р.

61024, м. Харків, вул. Фрунзе, 16

Размещено на Allbest.ru