Розробка золь-гель способу одержання активаторів спікання для ангобних покриттів

Автор(и)

  • Olena Khomenko Український державний хіміко-технологічний університет пр. Гагаріна, 8, м. Дніпро, Україна, 49005, Україна https://orcid.org/0000-0002-3753-3033
  • Eugene Alekseev Український державний хіміко-технологічний університет пр. Гагаріна, 8, м. Дніпро, Україна, 49005, Україна

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.150606

Ключові слова:

золь-гель спосіб, активатор спікання, ангоб, випал, водопоглинання

Анотація

Розроблено технологію виготовлення склозвʹязок-активаторів для інтенсифікації спікання керамічних матеріалів, зокрема – ангобних покриттів. Проведено порівняльний аналіз склозвʹязок, отриманих за допомогою традиційної варки скла та шляхом золь-гель синтезу. Встановлено значну ефективність останнього, оскільки зменшуються енерговитрати на термообробку композиції (замість варки скла при 1300–1400 оС потрібна термообробка гелю до 600 оС) та підвищується однорідність склозвʹязки (хімічний склад композиції усереднюється на молекулярному рівні).

Досліджено також різні золь-гель способи одержання склозвʹязок-активаторів: порошковий золь-гель спосіб без прожарювання; золь-гель спосіб приготування розчинів солей; порошковий золь-гель спосіб з плавленням композиції. Зазначені способи відрізняються послідовністю та методом змішування вихідних компонентів, але обов’язковою є диспергація в гелеутворюючому агенті – етилсилікаті ЕТС-40. В якості основних складових активатора обрано розчинні солі Al(NO3)3·9H2O, Ca(NO3)2 та NaNO3. Вивчено особливості зміни фазового складу склозвʹязок під час їх нагріву до 600 оС та встановлено, що отримані композиції наближуються до аморфного стану при температурах ~ 600 оС. При подальшому нагріванні дослідних склозвʹязок до 1000 оС відбувається їх інтенсивне плавлення, при чому у перших двох способах в’язкість та поверхневий натяг розплавів є меншим, у порівнянні зі звичайним склорозплавом, тому змочувальна здатність склозвʹязок-активаторів є вищою.

При введенні даних активаторів спікання до складів керамічних покриттів встановлено, що найбільш ефективним є активатор, отриманий способом приготування розчинів солей. Саме він після випалу при 1170 оС забезпечує формування найбільш щільної структури спеченого покриття зі зниженим водопоглинанням (не більше 0,05 %) та високою білизною поверхні (87–88 %). Розроблені активатори можуть стати альтернативою традиційним склозвʹязкам, для варки яких потребуються значні енергоресурси

Біографії авторів

Olena Khomenko, Український державний хіміко-технологічний університет пр. Гагаріна, 8, м. Дніпро, Україна, 49005

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра хімічної технології кераміки та скла

Eugene Alekseev, Український державний хіміко-технологічний університет пр. Гагаріна, 8, м. Дніпро, Україна, 49005

Кафедра хімічної технології кераміки та скла

Посилання

  1. Kuang, X., Carotenuto, G., Nicolais, L. (1997). Advanced Performance Materials, 4 (3), 257–274. doi: https://doi.org/10.1023/a:1008621020555
  2. Lu, J., Li, Y., Zou, C., Liu, Z., Wang, C. (2018). WITHDRAWN: Effect of sintering additives on the densification, crystallization and flexural strength of sintered glass-ceramics from waste granite powder. Materials Chemistry and Physics. doi: https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2018.02.010
  3. Gur'eva, V. A. (2011). Aktivaciya processa spekaniya alyumomagnezial'nyh keramicheskih mass. Vestnik OGU, 5 (124), 171–174.
  4. Semchenko, G. D. (1997). Zol'-gel' process v keramicheskoy tekhnologii. Kharkiv, 298.
  5. Shabanova, N. A. (2012). Zol'-gel' tekhnologii. Nanodispersnyy kremnezem. Moscow, 328.
  6. Obata, A., Kasuga, T. (2009). SiO2-CaO-P2O5 sol-gel-derived glass coating on porous β-tricalcium phosphate ceramics. Journal of the Ceramic Society of Japan, 117(1370), 1120–1125. doi: https://doi.org/10.2109/jcersj2.117.1120
  7. Sakka, S. (1987). Sol-Gel Glasses and their Future Applications. Transactions of the Indian Ceramic Society, 46 (1), 1–11. doi: https://doi.org/10.1080/0371750x.1987.10822820
  8. Zheng, M., Yu, R., Chen, J., Zhao, J., Liu, G., Xing, X., Meng, J. (2008). Synthesis and Characterization of (Zn,Cd)TiO3by a Modified Sol–Gel Method. Journal of the American Ceramic Society, 91 (2), 544–547. doi: https://doi.org/10.1111/j.1551-2916.2007.02131.x
  9. Andrianov, N. T., Abdel'-gavad, S. R., Zenkova, N. V. (2006). Sintez i spekanie kordieritovyh zol'-gel' poroshkov na osnove razlichnyh soley magniya. Steklo i keramika, 12, 19–22.
  10. Atkinson, A., Doorbar, J., Segal, D. L., White, P. J. (1998). Sol-Gel Ceramic Pigments. Key Engineering Materials, 150, 15–20. doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/kem.150.15
  11. Innocenzi, P., Zub, Y. L., Kessler, V. G. (Eds.) (2008). Sol-Gel Methods for Materials Processing. Dordrecht. doi: https://doi.org/10.1007/978-1-4020-8514-7
  12. Vinogradov, A. V., Vinogradov, V. V. (2014). Low-temperature sol–gel synthesis of crystalline materials. RSC Adv., 4 (86), 45903–45919. doi: https://doi.org/10.1039/c4ra04454a
  13. Bobkova, N. M. (2007). Fizicheskaya himiya tugoplavkih nemetallicheskih i silikatnyh materialov. Minsk, 301.
  14. Guzman, I. Ya. (Ed.) (2005). Praktikum po tekhnologii keramiki. Moscow, 334.
  15. Guzman, I. Ya. (Ed.) (2011). Himicheskaya tekhnologiya keramiki. Moscow, 496.
  16. Rabinovich, V. A., Nikol'skiy, B. N. (Eds.) (1963). Spravochnik himika. Vol. 2. Osnovnye svoystva neorganicheskih i organicheskih soedineniy. Ch. 1. Leningrad-Moscow, 540.
  17. Panasyuk, G. P., Ambarcyumyan, G. V. (1988). Formirovanie struktury amorfnogo kremnezema, poluchennogo gidrolizom tetraetoksisilana s posleduyushchey termoobrabotkoy. Izvestiya AN SSSR. Neorganicheskie, materialy, 24 (5).
  18. Poddenezhniy, E. N., Boyko, A. A. (2003). Klassifikaciya sposobov polucheniya ul'tradispersnyh oksidnyh poroshkov (obzor). Vestnik Gomel'skogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta im. P. O. Suhogo, 1, 21–28.
  19. Alieksieiev, Ye. V., Kolieda, V. V., Mykhailiuta, O. S. et. al. (2009). Sklozviazky, oderzhani zol-hel metodom – efektyvni aktyvatory spikannia keramichnykh materialiv. Vestnik NTU "KhPI". Ser.: Himiya, himicheskaya tekhnologiya i ekologiya, 45, 21–26.
  20. Mykhailiuta, O. S., Alieksieiev, Ye. V., Kolieda, V. V., Andrianova, S. Yu., Zaichuk, O. V. (2008). Pat. No. 89587 UA. Anhob. No. a200810548; declareted: 20.08.2008; published: 10.02.2010, Bul. No. 3.

##submission.downloads##

Опубліковано

2018-12-12

Як цитувати

Khomenko, O., & Alekseev, E. (2018). Розробка золь-гель способу одержання активаторів спікання для ангобних покриттів. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6(6 (96), 43–51. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.150606

Номер

Том 6 № 6 (96) (2018): Технології органічних та неорганічних речовин

Розділ

Технології органічних та неорганічних речовин

Ліцензія

Авторське право (c) 2018 Olena Khomenko, Eugene Alekseev

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.