Разработка функциональных и конструкционных дисперсно-упрочненных керамических материалов на основе оксидных и оксикарбидонитридных соединений

Abstract

Цель исследования – разработка керамических материалов электротехнического назначения на базе конструкционных и электротехнических муллито – корундо – диоксидциркониевых порошков. Объект исследования – составы структура и свойства материалов – изделий на основе композиций корунда, муллита, магнезиальной шпинели, оксидов магния, кремния, диоксида циркония ЧСЦ, исходные и разработанные структурированные керамические системы на основе Al2O3, MgO, SiO2, B2O3, ZrSiO4, Si3N4, BN, SiС. Предмет исследования – процессы создания конструкционных и функциональных оксидных и нитридных дисперсно – упрочненных оксикарбидонитридными порошками материалов – изделий электротехнического назначения. Принцип создания электротехнических материалов включает комплексную системно-дифференцированную модель структурной инженерии конструкционных и электротехнических муллито – корундо – диоксидциркониевых материалов, дисперсно – упрочненных оксикарбидонитридными соединениями. Исходными ингредиентами для создания термостойкого материала являлись: тальк, Al2O3, MgO, SiO2. Установлены зависимости, которые позволили управлять фазовым составом материалов при создании термопрочных изделий путем варьирования соотношением ингредиентов. Установлены закономерности трансформации исходных ингредиентов в муллит, циркон, кордиерит на всех этапах технологической цепочки: трибохимического жидкостного размола – «получения АВКВС» – «создания из АВКВС литьевых шликерных отливок» - «переработки отливок в гранулы» – «виброуплотнения гранульных систем в прессовой оснастке» – «прессования заготовок» -«тепловой обработки и спекания изделий». Изготовлены экспериментальные образцы; исследованы их состав, структура и свойства. Разработаны методы и методики формирования плотных упаковок из порошков различных зерновых составов, их прессования, тепловой обработки и спекания, в зависимости от размеров зерен выбранных фракций. Изучены насыпные плотности и плотности утряски различных порошковых композиций на основе Al2O3 – 3Al2O3·2SiO2 – ZrO2 ЧСЦ различных фракций. Получены аналитические аппроксимации (зависимости) плотности засыпки и утряски от размера частиц, плотности прессовок и заготовок от давления прессования и режимов спекания. Разработаны вакуумплотные материалы – изделия, которые испытаны в качестве изоляторов в вакуумных печах в условиях производства (АО «Гормаш», г. Белгород, РФ, контракт (№4/ ХД / 19 от 19.10.2018 г.) с Белгородским заводом горного машиностроения).