Разработка научно-практической концепции физико-химического анализа, создания и развития материаловедческо-технологической базы превращения техногенного минерального сырья (AL2O3, MGO, SIO2, ZRO2и др.) в эффективные керамо-огнеупорные материалы – изделия на уровне инновационных производств

Abstract

Цель исследования – разработка концепции создания и получения керамических огнеупорных материалов – изделий, работающих в режиме литья и дозирования расплавов и электротехнических материалов из техногенного минерального сырья. Объект исследования – исходные и текущие составы, структура и свойства материалов – изделий на основе гетеросистем из Al2O3, SiO2, MgO, ZrO2 ЧСЦ, для получения изделий металлургического и электротехнического назначения. Предмет исследования –процессы и механизмы структурной инженерии в керамических материалах и технологиях получения материалов и изделий для металлургии и теплотехники. Проведен анализ состояния вопроса и разработаны материаловедческие основы проектирования и получения состава, структуры и свойств термостойких, химически устойчивых и электротехнических дисперно-упрочненных корундовых и корундоцирконовых материалов. Изучены вопросы выбора ингредиентов, приготовления шихты, размола и механоактивации, диспергирования и модифицирования порошков, разработана структурная блок-схема размола – диспергирования порошковых систем, получения ультрадисперсных суспензий, шликеров, из них – шликерных гранул; исследованы способы их формования (прессования), тепловой обработки и спекания материалов – изделий. Изучены составы, структура и свойства созданных материалов – изделий. В рамках проводимой НИР и разработанной системно-дифференцированной логистической блок – схемы созданы: тигли для индукционной плавки и разделения огнеупорных систем, содержащих 15 – 35% Fe; вакуумплотные электроизоляторы для вакуумных печей высокотемпературного (1050оС х 10,5 час) газотермического упрочнения бурового инструмента в среде диссоциированного ацетилена. Получены положительные результаты испытаний. Установлено, что наиболее эффективным материалом является ZrO2 ЧСЦ CaO или MgO; в метизном и металлокордовом производствах, эффективна керамо-огнеупорная композиция на основе ZrO2 ЧСЦ – α-Al2O3 для производства: в металлургии – стаканов-дозаторов для МНЛЗ; элементов шиберных затворов и некоторых других огнеупорных и износостойких изделий.