Исследована возможность получения изделий из реакционноспеченного карбида кремния методом силицирования углепластиковых заготовок, сформованных при давлении 3,5 МПа и температуре 180 °С. Установлено, что для получения изделий с высокими физико-механическими свойствами и однородной микроструктурой необходимо использовать углепластиковые заготовки, сформованные из углеродного волокна в виде войлока и частиц карбида кремния со средним размером 5 мкм. Получены опытные изделия из реакционноспеченного карбида кремния с кажущейся плотностью 3,08 г/см3, открытой пористостью не более 0,3 % и пределом прочности при трехточечном изгибе 365 МПа.Ключевые слова: карбид кремния, углерод, кремний, силицирование, углепластик, микроструктура, кажущаяся плотность.
Д-р техн. наук С.Е. Порозова, Д.С. Вохмянин, канд. техн. наук В.Б. Кульметьева
ФГБОУ ВПО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет»,
Изучено влияние воздействия отрицательной температуры на стадии заготовки при полусухом одноосном холодном прессовании на микроструктуру, твердость и трещиностойкость спеченной керамики на основе системы ZrO2—Y2O3—CeO2. Выявлены эффекты уменьшения размера зерна, повышения твердости и трещиностойкости материала. Ключевые слова: диоксид циркония, полусухое прессование, сушка при отрицательных температурах, твердость, трещиностойкость.
Я.Г. Дятлова1, канд. техн. наук А.С. Осмаков1, д-р техн. наук С.С. Орданьян2,
канд. геол-мин. наук И.М. Гембицкая3
1ООО «ВИРИАЛ», г. Санкт-Петербург, Россия
2 Санкт-Петербургский государственный технологический институт
(Технический университет), г. Санкт-Петербург, Россия
3Национальный минерально-сырьевой университет «Горный», г. Санкт-Петербург, Россия
В работе изучено влияние наноразмерной составляющей и способа консолидации на микроструктуру и физико-механические свойства композиционного керамического материала. Проведены сравнение свойств керамики, полученной методами горячего прессования и SPS-спекания, а также результаты сравнительных испытаний режущих свойств. Ключевые слова: керамика, наноразмерная составляющая, SPS-спекание, горячее прессование, физико-механические и режущие свойства.
В статье показана возможность получения шамотов высоких марок на основе каолинов с содержанием Al2O3 не менее 44 мас. %. Установлено, что путем правильного подбора глиноземистых и спекающих добавок в составах шамотных масс можно повысить количество Al2O3 в конечном продукте до 46—47 % без изменения температуры обжига. Такими добавками являются гидрат окиси алюминия в количестве до 9 мас. %, отход металлургического производства — до 4 мас. %, а также щелочесодержащая добавка в пересчете на Na2O в количестве 0,1—0,2 мас. %.Ключевые слова: шамот, каолин, обжиг, водопоглощение, пористость, гидрат окиси алюминия, спекание, химический состав, огнеупор, отход металлургического производства.
На основании комплексного материаловедения выявлено новое перспективное вторичное минеральное сырье для получения плавленой легированной хромом алюмомагниевой шпинели Mg (Al, Cr)2О4. Разработана новая ресурсосберегающая технология безотходного производства легированной шпинели и высокоактивного глиноземистого цемента. В качестве техногенного сырья использован самораспадающийся шлак производства низкоуглеродистого феррохрома, получаемый в больших объемах в ОАО «Ключевский завод ферросплавов».Ключевые слова: легированная шпинель, цемент, шлак, алюминаты и силикаты кальция.
Огнеупорные бетоны на гидравлической связке имеют сложное поведение при затвердевании, на которое влияет множество факторов, таких как температура, качество воды, хим. состав и чистота исходных материалов, применяемый алюминатнокальциевый цемент, диспергирующие и другие добавки.На практике затвердевание оценивается в основном с помощью чашечных тестов. Увеличение прочности, как показатель затвердевания и выдержки, можно измерить с помощью измерения скорости прохождения ультразвука в бетоне. Эта методика становится все более распространенной в огнеупорной промышленности.Вместе с тем, наряду с ультразвуковой диагностикой для оценки затвердевания бетона вполне полезным является измерение его удельной электропроводности. Как показали исследования [1, 2], ультразвуковая и электропроводная методики имеют сопоставимые результаты,которые отчетливо коррелируют с образованием определенной микроструктуры в бетоне.В статье описана простая и недорогая экспериментальная установка для измерения электрической проводимости во время затвердевания и выдержки огнеупорных бетонов. Кроме того,показано влияние содержания воды, алюминатнокальциевого цемента, температуры и влажности на этот процесс.С использованием доступных в продаже деталей и самостоятельно разработанного программного обеспечения было создано эффективное и надежное измерительное устройство.
Р. Рана, А. Бал, С. Сатпаси, А. Адак, Р. Чаттопадхайя, А. Пал
Сухие виброуплотняемые смеси (массы) (СВС) применяются для сменной футеровки промежуточных ковшей металлургической и литейной промышленности. Они позволяют повысить чистоту стали и сделать процесс литья энергоэффективным. При укладке важны удобоукладываемость смеси в пространство между формой и постоянной футеровкой, а также гладкая, ровная поверхность после затвердевания. Затвердевание такой сухой смеси зависит от ее зернового состава, содержания связующего и температуры выдержки. Во время укладки сухой смеси действие добавок и растекаемость при заполнении боковых стенок зависят от распределения частиц компонентов смеси по размерам. Низкая теплопроводность такой футеровки снижает потери тепла и остывание стали в ковше перед ее разливкой. Низкая температура на границе контакта между этой футеровкой и глиноземистой облегчает демонтаж первой. Теплопроводность магнезиальной футеровки зависит от распределения частиц по размерам и уплотняемости сухой массы.Настоящее исследование посвящено изучению влияния зернового состава СВС на их свойства и работоспособность. Были изучены процессы затвердевания, прочность и поведение при спекании. Теплопроводность футеровки была измерена сразу после укладки, а также после затвердевания сухой смеси для оценки тепловых потерь. Было установлено, что теплопроводность СВС зависит от распределения пор по размерам при разных температурах. Термический анализ сухой смеси показал хорошую сходимость с результатами измерения ее теплопроводности.
Р. Рана, А. Бал, С. Сатпаси, А. Адак, Р. Чаттопадхайя, А. Пал
Смеси для укладки огнеупорных бетонов являются полуфабрикатами и их свойства, такие как водопотребность, растекаемость и время схватывания меняются со временем и влияют на их срок хранения. Иногда растекаемость и время схватывания меняются так сильно,что огнеупорные бетоны становятся негодными даже в течение срока хранения. В настоящее время для огнеупорной промышленности большой проблемой является сохранение свойств огнеупорных смесей в течение всего срока хранения. Низко- и ультранизкоцементные бетоны содержат алюминатнокальциевый цемент и различные диспергирующие добавки для улучшения растекаемости и удобоукладываемости. Однако при хранении происходит постоянное взаимодействие различных мелкодисперсных компонентов, что приводит к ухудшению свойств при укладке. Ультранизкоцементные бетоны на основе системы Al2O3—SiC—C обычно применяются в футеровках леток доменных печей, где неисправность летки может вызвать потерю жидкого металла и повлиять на всю технологическую цепочку. Надежное поведение бетонов, их растекаемость и время схватывания являются наиболее важными показателями их качества. Обычно в качестве диспергирующих добавок используются различные щелочные полифосфаты. Удобоукладываемость бетонов зависит от вида и количества диспергирующих добавок и времени хранения. Кроме диспергирующих добавок, на укладываемость бетонов также влияют температура и влажность во время хранения.В данной работе исследуется влияние двух типов полифосфатов на старение бетонов на основе системы Al2O3—SiC—C, когда их содержание меняется от 0,05 % до 0,2 %. Для получения одинаковой растекаемости после хранения приходится добавлять больше воды. При использовании одной добавки растекаемость в начале срока хранения была очень хорошей с небольшим количеством воды, однако с течением времени оба свойства ухудшились. Другая добавка обеспечила одинаковые растекаемость, водопотребность и время схватывания в течение долгого срока хранения. Были также измерены различные физические свойства бетонов, такие как пористость, плотность и прочность после сушки при 110 °С в течение 24 ч, а также после обжига при различных температурах. В случае летки, бетон всегда заливается при 150—300 °С. При этом часто возникает разбухание бетона, которое также было изучено в зависимости от разных типов добавок.
Б. Шикле, Р. Тилле, Т. Тоннесен, Ф. Коппенс, А. Опсоммер, В. Крассельт
Институт керамики и огнеупоров, Аахен Германия
ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ ИЗ СИЛИКАТА КАЛЬЦИЯ НА ИХ МИКРОСТРУКТУРНЫЕ И ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ СВОЙСТВА
