Коцай Галина Миколаївна. Проектування складів скла алюмоборосилікатної системи із металічними додатками

Краткое описание

Коцай Галина Миколаївна. Проектування складів скла алюмоборосилікатної системи із металічними додатками: дис... канд. техн. наук: 05.17.11 / Національний ун-т "Львівська політехніка". - Л., 2004.

Коцай Г.М. Проектування складів скла алюмоборосилікатної системи із металічними додатками. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю05.17.11- технологія тугоплавких неметалічних матеріалів. Національний університет „Львівська політехніка”.Львів , 2004.
Запропоновано метод проектування складів скла алюмоборосилікатної системи за допомогою структурного параметру критерію О, який дозволяє швидко і просто оптимізувати хімічний склад скла з наперед заданими властивостями з врахуванням явища аномалії.
Досліджено процеси склоутворення та встановлена можливість покращення властивостей скла за рахунок використання металічного додатку.
Здійснено промислове впровадження боросилікатного скла із металічним додатком , проведено розрахунок економічної ефективності.

Запропоновано метод проектування складів скла системи R2O-Al2O3-B2O3-SiO2(R2O-Na2O, K2O). Особливістю цієї системи є явище алюмоборної аномалії, що значно ускладнює процес проектування скла з наперед заданими властивостями. На основі кореляційного аналізу між відомими структурними параметрами та структурно чутливими властивостями скла, наведених в літературі, запропоновано критерій О, який дозволяє швидко і просто оптимізувати хімічний склад скла з наперед заданими властивостями з врахуванням явища аномалії.
Встановлена ступінь залежності критерію О та властивостей від співвідношення R2O/R2O3=. Так О найбільш характеризує стан системи по густині і показнику заломлення для скла з 1, а по ТКЛР для скла з <1.
Досліджено серію складів скла системи R2O-Al2O3-B2O3-SiO2із різними значеннями критерію О від 8,02 до -1,29 мас. % та показано залежність структурно чутливих властивостей від величини та знаку О при високих значеннях коефіцієнта кореляції: nD=f(О) з r= 0,84 та =f(О) з r= 0,97 мол.%.
Встановлена можливість зміни властивостей одного і того ж складу скла шляхом введення металічного додатку, основною складовою якого є дрібнодисперсний металічний алюміній. Так, введення цього додатку дозволяє змінювати значення О, а відповідно і властивості скла. В роботі проведені дослідження залежності основних властивостей від кількісного вмісту металічного додатку для легкоплавкого та тугоплавкого скла. Досліджено оптичні властивості алюмоборосилікатного скла із різним значенням критерію О в видимій області спектру, які показали, що при введенні металічного додатку та барвників можна отримувати кольорові скла з певними оптичними характеристиками.
За допомогою деріватографічного та рентгенофазового аналізів досліджено вплив металічного алюмінію на процес склоутворення в алюмоборосилікатних системі При цьому встановлено, що при заміні глинозему на металічний алюміній в тугоплавкому склі температура силікатоутворення зменшується майже на 85оС, чим досягається економія палива.
Дослідження ІЧ-спектрів тонких плівок синтезованого скла із металічними додатками показали, що при О>0 в алюмоборосилікатних склах переважає тетраедрична координація іону бору, що і обумовлює відповідну зміну властивостей. При О<0 починає переважати потрійна координація бору, що і приводить до аномальної зміни властивостей скла.
На основі вивчення кристалізаційних властивостей показана можливість отримання закристалізованого скла із ступенем кристалізації в 2 та більше балів, що пов’язано не лише з несумісністю тетраедричної координації з потрійною координацією іону бору, але і з присутністю частинок не окисненого алюмінію.
Використання металічного додатку в шихті дозволяє пришвидшити тривалість процесу гранулювання на 30-40%, при цьому кількість води, яка іде на гранулювання потрібно в два рази менше, що дозволяє зменшити витрати тепла на випаровування вологи шихти, а також збільшити механічну міцність отриманих гранул.