ГЕОМЕТРО–ТОПОЛОГІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ СУБСОЛІДУСНОЇ БУДОВИ СИСТЕМИ MgO – Al2O3 – ТіО2

Автор(и)

  • Оксана Миколаївна Борисенко Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» https://orcid.org/0000-0002-2746-6797
  • Сергій Михайлович Логвінков Харківський національний економічний університет ім. Семена Кузнеця https://orcid.org/0000-0001-5957-2386
  • Галина Миколаївна Шабанова Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» https://orcid.org/0000-0001-7204-940X
  • Ігор Анатолійович Остапенко ТОВ «Дружківсткий вогнетривкий завод»
  • Віта Миколаївна Шумейко Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» https://orcid.org/0000-0003-0567-0946

DOI:

https://doi.org/10.20998/2079-0821.2021.01.03

Ключові слова:

трикомпонентна система; субсолідусна будова; коннода; елементарний трикутник; геометро–топологічні характеристики; тіаліт, карроіт, алюмомагнезіальна шпінель; кванділіт

Анотація

Серед матеріалів, що привертають велику увагу з точки зору створення вогнетривких виробів з підвищеною термостійкістю можна виділити матеріали на основі композицій системи MgO – Al2O3 – TiO2. В результаті проведеного термодинамічної аналізу системи MgO – Al2O3 – TiO2 встановлено, що розбиття системи на елементарні трикутники зазнає змін у трьох температурних інтервалах: I – до температури 1537 К, II – в температурному інтервалі 1537 – 2076 К та вище температури 2076 К. Встановлено, що до температури 2076 К існує концентраційна область шпінельних фаз: алюмомагнезіальна шпінель – кванділіт. Вище температури 1537 К існує концентраційна область: тіаліт – карроіт, яка відповідає вимогам до матеріалів з високою термостійкістю. Елементарний трикутник TiO2 – Al2TiO5 – MgTi2O5 можна використовувати для отримання термостійких матеріалів на основі Al2TiO5 стабілізованого MgTi2O5. Для отримання термостійких периклазошпінельних матеріалів рекомендовано елементарний трикутник Mg2TiO4 – MgAl2O4 – MgO, у якому присутні лише сполуки з кубічною кристалічною решіткою. Таким чином, розбиття системи MgO – Al2O3 – TiO2 на елементарні трикутники і аналіз геометро–топологічних характеристик фаз системи дозволило вибрати в досліджуваній системі області складів, що володіють оптимальними властивостями для отримання матеріалів з заданими оптимальними властивостями.

Біографії авторів

Оксана Миколаївна Борисенко, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут»

кандидат технічних наук, доцент, докторант кафедри технології кераміки, вогнетривів, скла та емалей; м. Харків

Сергій Михайлович Логвінков, Харківський національний економічний університет ім. Семена Кузнеця

 – доктор технічних наук, старший науковий співробітник, професор кафедри технологій і безпеки життєдіяльності; м. Харків.

Галина Миколаївна Шабанова, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут»

доктор технічних наук, професор, професор кафедри технології кераміки, вогнетривів, скла та емалей; м. Харків.

Ігор Анатолійович Остапенко, ТОВ «Дружківсткий вогнетривкий завод»

кандидат технічних наук, генеральний директор ТОВ «Дружківсткий вогнетривкий завод», м. Дружківка

Віта Миколаївна Шумейко, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут»

кандидат технічних наук, науковий співробітник кафедри технології кераміки, вогнетривів, скла та емалей; м. Харків.

Посилання

Li M., Chen F., Shen Q., Zhang L. Fabrication and thermal properties of Al2TiO5/Al2O3 composites. Materials Science–Poland, 2010, vol. 28, no. 3, рр. 663–670.

Uribe R., Baudin C. Influence of a dispersion of aluminum titanate particles of controlled size on the thermal shock resistance of alumina. J. Am. Ceram. Soc., 2003, vol. 86 (5), рр. 846–850, doi: org/10.1111/j.1151–2916.2003.tb03385.x.

Moritz K., Aneziris C. G., Hesky D., Gerlach N. Magnesium aluminate spinel ceramics containing aluminum titanate for refractory applications. Journal of Ceramic Science and Technology, 2014, vol. 5, no. 2, рр. 125–130, doi: 10.4416/JCST2013–00037.

Kim H. C., Lee K. S., Kweon O. S., Aneziris G. C., Kim I. J. Crack healing, reopening and thermal expansion behavior of Al2TiO5 ceramics at high temperature. J. Eur. Ceram. Soc., 2007, vol. 27, рр. 1431–1434, doi: 10.1016/j.jeurceramsoc.2006.04.024.

Yousefi M., Alizadeh P., Yekta B., Molaie F., Ghafoorian N., Montazerian M. Synthesis and characterization of diopside glass–ceramic matrixcomposite reinforced with aluminum titanate. Ceramics International, 2009, vol. 35. рр. 1447–1452, doi: 10.1016/j.ceramit.2008.07.20.

Chen J. H., Yin L., Feng G., Jiang F., Zhao Q. Q., Lan S. F., Liu M. T., Zhong F. F., Huang Z. Z., Liu J. M., Hu Q., Jiang W. H. Research Progress of Magnesium Stabilized Aluminum Titanate and New Application of It in Pigment. Journal of Modern Physics, 2020, vol, 11, рр. 1874–1890, doi: org/10.4236/jmp.2020.1111117.

Petrova M. A., Mikirticheva G. A., Novikova A. S., Popova V. F. Spinel solid solutions in the systems MgAl2O4–ZnAl2O4 and MgAl2O4–Mg2TiO4. Journal of Materials Research, 1997, vol. 12 (10), рр. 2584–2588, doi: 10.1557/jmr.1997.0343.

Ono H., Nakajima K., Agawa S., Ibuta T., Maruo R., Usui T. Formation Conditions of Ti2O3, MgTi2O4, Mg2TiO4, and MgAl2O4 in Ti–Mg–Al Complex Deoxidation of Molten Iron. Steel Research International, 2014, vol. 86 (3), рр. 241–251, doi: 10.1002/srin.201400034.

Rytvin V. M., Perepelitsyn V. A., Ponomarenko A. A., Gil’varg S. I. Titanoglinozemistyy shlak – polifunktsional’noye tekhnogennoye syr’ye vysokoglinozemistogo sostava. Chast’ 2. Primeneniye shlaka ferrotitana dlya proizvodstva ogneuporov v metallurgii i drugikh otraslyakh promyshlennosti Titanium–alumina slag – polyfunctional technogenic raw materials of high–alumina composition. Part 2. The use of ferrotitanium slag for the production of refractories in metallurgy and other industries. New refractories, 2017, no. 9, рр. 16–27.

Jung In–Ho, Eriksson G., Wu P., Pelton A. Thermodynamic modeling of the Al2O3 – Ti2O3 – TiO2 system and its applications to the Fe – Al – Ti – O inclusion diagram. Journal of Alloys and Compounds, 2009, vol, 49 (9), рр. 1290–1297, doi: org/10.2355/isijinternational.49.1290.

Logvinkov S. M. Tverdofaznyye reaktsii obmena v tekhnologii keramiki: monografiya Solid–phase exchange reactions in ceramics technology: monograph, Kharkiv: KhNUE, 2013, 248 p.

Berezhnoy A. S. Mnogokomponentnyye sistemy okislov [Multi¬component oxide systems], Кiyev: Nauk. dumka, 1970, 544 р.

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-05-15