В статье рассматривается воздействие нанопорошков на организм человека. Возможность такого проникновения напрямую зависит от размера частиц. Немаловажное значение имеет химическая природа вещества. Наночастицы способны взаимодействовать с ДНК как химически, так и физически, что объясняет развитие сердечно-сосудистых заболеваний, вегетососудистой дистонии, хронического фарингита, бронхита, а также склонность к ОРВИ. Рассмотрены методы анализа и измерения для осуществления оптимального контроля за поведением наночастиц. Это позволит определить стандарты для охраны труда и контроля качества конечных продуктов. Предложены мероприятия, позволяющие управлять рисками от использования нанопорошков и их оксидов для здоровья человека.
Д-р техн. наук Г.Н. Шабанова, д-р техн. наук С.М. Логвинков, канд. техн. наук А.Н. Корогодская, Р.М. Ворожбиян
Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт», г.Харьков, Украина
Представлены результаты исследования субсолидусного строения трехкомпонентной системы CaO-NiO-Al2O3. Установлена направленность протекания твердофазных реакций, определены конноды исследуемой системы. Рассчитаны необходимые геометро - топологические характеристики. Обоснован выбор концентрационной области системы, оптимальной с точки зрения получения огнеупорных цементов. Ключевые слова: субсолидусное строение, алюминат никеля, алюминат кальция, глиноземистый цемент, термодинамические расчеты
Аврамчик А.Н., д-р техн. наук Максимов Ю.М., д-р техн. наук Чухломина Л.Н., д-р техн. наук Дедов Н.В.
Синтезированы ZrN и TiN в самораспространяющемся высокотемпературном режиме путем кальциетермического восстановления ZrO2 и TiO2 в азоте. Выполнен термодинамический расчёт адиабатических температур и равновесного состава продуктов. Показано влияние давления азота и избытка кальция на фазовый состав продуктов. Обсуждена стадийность процесса. Методом кислотного обогащения продуктов горения выделены нитриды ZrN и TiN.Ключевые слова: самораспространяющийся высокотемпературный синтез, кальциетермическое восстановление, нитрид циркония, нитрид титана.
В работе изучали влияние температуры и времени спекания на микроструктуру и плотность манганит-лантановой керамики состава La0.7Mn1.3O3±Δ и (La0.65Sr0.35)0.8Mn1.2O3±Δ. В результате спекания нанокристаллических компактов манганитов со средними размерами кристаллитов от 6 до 200 нм, показано, что размер кристаллитов 30 нм является оптимальным для спекания высокоплотной керамики. Установлено, что продолжительность термообработки в большей степени способствует процессам спекания, чем росту зерен. Также исследованы особенности структуры керамики в зависимости от наноразмерной предыстории.Ключевые слова: спекание, керамика, структура, манганит лантана, плотность, электросопротивление
В статье рассматриваются результаты исследований реологии высоковязких растворов состава «оксихлорид алюминия – поливиниловый спирт», модифицированных борной кислотой и тетраборатом натрия для керамических материалов, в том числе высокотемпературной волокнистой теплоизоляции. Установлено, что борная кислота и ее соль в растворе вступают во взаимодействие только с ПВС и не взаимодействуют с оксихлоридом алюминия. Показано, что введение борной кислоты или ее соли в количествах менее 1 мас.% в растворы указанного состава значительно изменяет их реологию и негативно влияет на технологические процессы изготовления оксидных керамических материалов. Ключевые слова: реология, борная кислота, оксихлорид алюминия, модификатор, загуститель, ПВС
Представлены результаты по спеканию нитридсодержащего композиционного порошка состава Si3N4 – ZrO2 − Si2N2O методом горячего прессования. Показано, что для получения плотной керамики в исходный нитридсодержащий порошок необходимо вводить активирующие добавки порошка состава ZrO2•Y2O3•Al2O3, полученного методом плазмохимического синтеза. Установлено, что температура спекания 1650ºС способствует диссоциации оксинитрида кремния с образованием β- Si3N4, переходу моноклинной модификации ZrO2 в тетрагональную.Ключевые слова: нитрид кремния, горячее прессование, функциональные свойства.
С. С. Добросмыслов1,2, д-р физ.-мат.наук В. И. Кирко2, канд.физ.-мат.наук Г. Е. Нагибин2, З. И. Попов1
1) Сибирский государственный аэрокосмический университет им. академика М. Ф. Решетнева,
Красноярск, Россия
2)Сибирский федеральный университет, Красноярск, Россия
Синтезирован и исследован керамический композиционный материал диоксид олова – серебро. Исследована структура материала, физико-механические и электрофизические свойства. Для увеличения электропроводности при высоких температурах(более 600 ºС) использовались добавки Sb2O3, а при низких температурах частицы серебра. Однако, серебро существенно влияет на электрофизические свойства в особенности при низких температурах, температура начала перколяции снижается на 500 ºС. Ключевые слова: электрофизические свойства, композиционный материал, диоксид олова-серебро.
Д-р техн. наук Л.Н. Чухломина1, канд. техн. наук С.А. Костенков2
1Томский научный центр СО РАН, г. Томск, Россия
2Филиал Кузбасского государственного технического университета, г. Новокузнецк, Россия
Изучена возможность получения абразивных гранул с использованием в качестве наполнителя нитридкремниевых композиционных материалов, полученных методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (CBC). Исследованы функциональные свойства абразивных гранул: режущая способность, удельный износ и коэффициент галтования. Установлено, что высокая режущая способность гранул из «Si3N4 + Fe» обусловлена особенностями микроструктуры этого композита, связанными с условиями СВC.Ключевые слова: самораспространяющийся высокотемпературный синтез, абразивные гранулы, нитрид кремния
СЫРЬЕВЫЕ МАТЕРИАЛЫ
О.В. Турлова, Т.А. Ногина
Уральский федеральный университет имени первого Президента
Предложен путь использования горнблендита - отхода от переработки титаномагнетитовых руд. Исследовано влияние горнблендита на технологические и физико – химические свойства керамики. Установлена возможность эффективного использования горнблендита в качестве компонента шихты. Это позволяет в несколько раз снизить затраты на сырье и соответственно стоимость готовой продукции. Ключевые слова: горнблендит, оксид железа (III), обжиг, керамика, шликерное литье.
Основными способами оптимизации производства стали являются превентивный ремонт футеровки с помощью торкретирования для снижения износа или локальные ремонты противоударного уплотнения.Инновационная технология ремонта противоударного уплотнения жидкотекучим материалом позволяет получить стойкость до 60 плавок Еще одно решение основано на очень эффективном материале для быстрого ремонта других зон футеровки, в частности зоны цапф и выпуска плавки по технологии торкретирования.
В статье приведены результаты исследований по улучшению растекаемости самоуплотняющихся огнеупорных бетонов путем оптимизации их гранулометрического состава (ГС). Для управления растекаемостью бетонов и временем их схватывания применялись добавки SioxX и SioxX-Quick на основе микрокварца. В качестве объекта изучения были выбраны бокситные низкоцементные (НЦ), ультранизкоцементные (УНЦ) и бесцементные (БЦ) огнеуопорные бетоны. Во всех случаях в экспериментах была достигнута 100% растекаемость при добавлении 5,5% воды. Были измерены растекаемость, потеря подвижности, предел прочности на сжатие, предел прочности при растяжении и предел прочности при растяжении в нагретом состоянии. Оптимизация гранулометрического состава привела не только к улучшению растекаемости, но и показала повышение механических свойств исследованных бетонов.
Р. Тель
Lehrstuhl fur Keramik und Feuerfeste Werkstoffe, Institut fur Gesteinshuttenkunde
RWTH Aachen University, Mauerstrasse 5, 52066, Ахен, Германия
В настоящее время выращивание нитевидных кристаллов (так называемых вискеров) на месте, т.е непосредственно в матрице огнеупоров стало одной из наиболее популярных тем научных исследований. Хотя огнеупоры, содержащие такие кристаллы, имеют повышенные упругость, прочность, энергию разрушения, стойкость к тепловым ударам, в настоящее время нет убедительных доказательств, что улучшение механических свойств вызвано именно этими кристаллами. Из рассмотрения механизма образования нитевидных кристаллов следует, что все они имеют свободные концы. Однако упрочнение происходит только в том случае, если волокна кристаллов способны передавать механические напряжения между берегами трещины. В этом случае оба конца волокна кристалла должны быть прикреплены к матрице огнеупора. Учитывая, что в литературе таких данных нет, следует заключить, что здесь действует другой механизм, объясняющий явление упрочнения. Более того, поскольку отдельные кристаллические волокна канцерогенны, то нитевидные кристаллы могут представлять серьезную опасность для человека при разрушении содержащих их огнеупорных материалов.
Д. Я. Мияйи, К. З. Отофуи, А. Э. А. Перейра, Х. Родригес
Materials Microstructure Engineering Group (GEMM), Федеральный университет Сан Карлос, Сан Карлос, Бразилия
В настоящее время существует несколько методов испытаний огнеупорных материалов на стойкость к тепловым ударам. Среди них наиболее часто используется испытание на закалку, состоящее в том, что нагретый огнеупорный брусок погружается в циркулирующую воду. Авторами данной статьи были испытаны два образца разных размеров с использованием этого метода, чтобы определить влияние теплового удара на изменение их объема. Предел прочности при растяжении этих образцов сравнивался с параметром Хассельмана R’’’’[1]. Cогласно данным Коттерела и др. [2], увеличение объема образа при этом испытании вызывает рост хрупкой трещины в результате возникновения внутренних напряжений. Однако это утверждение верно только в том случае, если сравниваемые образцы имеют одинаковую микроструктуру, особенно максимальный размер дефектов. Другим условием является высокое значение числа Био (около 100) [2]. Это условие обеспечивает в образцах максимальный температурный градиент. Хотя в работе не были измерены тепловые свойства образцов, однако были сделаны оценки их теплопроводности и числа Био. Также авторами подтверждено, что образцы большего размера разрушаются от теплового удара сильнее. Показано, что добавление эвтектических заполнителей в огнеупорные бетоны повышает их прочность при хрупком разрушении.
С. Людвиг, В. Роунгос, К. Анезирис
Институт стекла, керамики и стройматериалов, Фрайбург, Германия
Сферой применения углеродистых AL2O3-C огнеупоров являются системы непрерывного литья заготовок, где они применяются для изготовления огнеупорных компонентов и узлов. В настоящее время такие компоненты глазурируются, чтобы предотвратить окисление, которое ухудшает их свойства и работоспособность. Недавно разработанные самоглазурирующиеся AL2O3-C огнеупоры представляются инновационной альтернативой таким деталям, как пробки ковшей и впускные погруженные форсунки. В данной статье приведены результаты исследований влияния содержания графита и нанодобавок на пористую структуру и свойства самоглазурирующихся огнеупорных образцов. Результаты показали, что между пористой структурой насыщенных углеродом образцов самообразованием глазури существует корреляция. Кроме того, механические и термо-механические свойства самоглазурирующихся образцов сравнимы со свойствами промышленных составов.
Д. Коль, К. Г. Анезирис, Й. Вернер
EKW GmbH, Айзенберг/Пфальц, Германия
TU Bergakademie Freiberg, Институт керамики, стекла, строительных материалов, Фрайберг, Германия
В последнее время много внимание было уделено разработке экологически безопасных алюмосиликатных огнеупоров на основе cистемы карбид кремния и углерод (SiC-C) для плавильных агрегатов металлургической промышленности. Эти материалы, основанные на безвредной органической системе, отличаются близким к нулю загрязнением окружающей среды под действием нагрузок, возникающих при термообработке, таким как парциальное давление кислорода и разрушение углеродистых связок. Повышенная стойкость и гибкость этих огнеупоров образуется при формировании специальных фаз, присущих этим материалам, что позволяет им противостоять разрушению футеровки. В настоящее время такие материалы становятся все сложнее и имеют 3 основных характеристики, характеризующие их потребительские качества:- экономическая прозрачность оптимизированных по цене исходных материалов;- устойчивость природного сырья;- обеспечение постоянного уровня качества.Высокое качество и надежность алюмосиликатного сырья обеспечивается компанией ЕКW GmbH, производящей материал «Eisenberger Klebsand». Это качество обеспечивается в условиях постоянного роста цен на сырье для керамики и подтверждается Европейской Организацией Производителей Огнеупорной Продукции (PRE) [1].
А. Кильский, Л. Обшинска, Й. Мондкевич
Arcelor Mittal Refractories Sp. z o.o., Ul. Ujastek 1, Краков, Польша
В статье проанализированы основные факторы, приводящие к разрушению периклазохромитовых огнеупоров при эксплуатации в медеплавильных конвертерах. Установлено, что главной причиной коррозии является зональное изменение структуры материала, обладающего различными химическими и физическими свойствами под действием жидкого металла и последующего выкрашивания материала в результате действия тепловых смен. В огнеупоре было выявлено несколько зон, различающихся своим хим. составом и структурой: рабочая, переходная и не разрушенная. Было установлено, что во всех зонах, даже в неразрушенной, плотность материала увеличилась из-за проникновения сульфата магния через систему пор. На основании этого авторами были подобраны оптимальные параметры периклазохромитовых огнеупоров для применения в медеплавильных конвертерах. Кроме того, предложены пути для дальнейшего увеличения качества таких материалов.
Р. Зиммат, К. Даннерт, П. Квирмбах
Forschungsgemeinschaft Feuerfest e.V, Бонн, Германия
DIFK Deutsches Institut fur Feuerfest und Keramik GmbH, Бонн, Германия
В настоящее время огнеупоры, применяемые для футеровки печей плавки вторичной алюминия, подвергаются коррозионному разрушению под действием расплавленного алюминия, а также большим механическим нагрузкам. В статье описаны методики комбинированных испытаний огнеупоров для учета совместного действия факторов, влияющих на износ таких огнеупоров с целью более точного моделирования производственных условий в лабораторных испытаниях. Предложенные методики испытаний позволяют исследовать взаимодействие между коррозионным и механическим износом при различных температурах.Авторами были разработаны 2 вида испытаний. В первом тесте огнеупоры подвергались совместному воздействию коррозионных и эрозионных нагрузок. Во втором тесте образцы цилиндрической формы испытывались при совместном действии коррозии и теплового удара в модифицированной индукционной печи. Испытания проводились при температуре 850 С. Выполнение обоих тестов позволяет точнее оценить эксплуатационные качества огнеупоров в производственных условиях.
