НАЗВАНИЕ ДОКЛАДА - Всероссийская научно

МЕТОДИКА ПОДГОТОВКИ КЕРАМИЧЕСКИХ ОБРАЗЦОВ С
ЗАДАННОЙ ПОРИСТОСТЬЮ
Аджиева М.Д.
Оренбургский государственный университет, г. Оренбург
Пористость керамических изделий во многом определяет их физикотехнические свойства. Поровое пространство формируется при обжиге и, как
правило, ожидаемая пористость зависит от режимов обжига и заранее
неизвестна. Однако путем добавления в исходную смесь гранулированных
материалов, выгорающих при высоких температурах, можно формировать
керамические образцы с заданной макропористостью. Так, при испытаниях
радиационного измерителя пористости авторами [1, 2] использовались
керамические фантомы цилиндрической формы, макропоровое пространство в
которых создавалось путем добавления в исходную смесь микрогранул из
полиэтилена высокого давления марки 10803-020.
Была поставлена задача создания цилиндрических образцов высотой 4 см,
диаметром 2 см с заданной пористостью 5%, 10% и 15%, обожженных при
температурах 500, 700 и 900 оC.
В качестве сырья использовалась монтмориллонитовая глина
Оренбургского месторождения (рисунок 1).
Рисунок 1 – Монтмориллонит содержащая глина
Исходный материал после дробления просеивался для получения
фракции с размером частиц не более 1 мм, фракционный состав микрогранул
составлял 0,2-0,4 мм (рисунок 2).
Рисунок 2 – Глиняный порошок и полиэтиленовые микрогранулы (не в
масштабе)
Было сформировано восемь исходных составов (таблица 1).
Таблица 1
Смесь
Глина, г
Микрогранулы, г
1
2
3
4
5
6
7
8
300
300
300
300
300
300
300
300
0
0
15
15
30
30
45
45
Массовая доля
микрогранул, %
0
0
5
5
10
10
15
15
В каждый состав добавлялось 300 мл дистиллированной воды для
получения однородной по объему смеси. Далее смесь выдерживалась в течение
5 суток в помещении с постоянной влажностью. Из полученной смеси путем
прессования формировались образцы цилиндрической формы одинакового
размера. Сушка изделий производилась в сушильном шкафу при температуре
200 оС (рисунок 3). Затем они обжигались в муфельной печи при температурах
500, 700 и 900оС с выдержкой 120 мин при максимальной температуре.
Опытным путем было установлено, что скорость нагрева в печи не должна
превышать 2оС/мин. В противном случае активно выделяющиеся при
выгорании микрогранул газы приводят к детонации образцов (рисунок 4).
Рисунок 3 – Образцы в сушильном шкафу
Рисунок 4 – Образцы после обжига
Макропоровое пространство изготовленных керамических образцов
иллюстрируется рисунком 5. Различение макропористости можно наблюдать
визуально.
а)
б)
в)
Рисунок 5 – Сканы шлифов образцов с макропористостью 15, 10, 5 % и без
формирования макропорового пространства, обожженных при температурах:
а) 500 оС; б) 700 оС; в) 900 оС
Описанная методика создания керамических образцов с заданным
макропоровым
пространством
использовалась
при
изготовлении
калибровочных фантомов для отработки метода коэффициентов приведенного
рассеяния и испытаний макета радиационного измерителя пористости [2, 3].
Список литературы
1. Аджиева М.Д., Кувшинов Н.А., Лелюхин А.С., Каныгина О.Н. Оценка
пористости материалов по величине коэффициента приведенного рассеяния //
Вестник ОГУ. – 2012.- №9 (145). – С. 118-122.
2. Аджиева М.Д., Шалагин Р.В., Лелюхин А.С., Каныгина О.Н. Влияние условий
генерации рентгеновского излучения при измерениях пористости керамических
материалов радиационным методом // Вестник ОГУ. – 2013.- №9 (158). – С.
156-160.
3. Аджиева М.Д., Лелюхин А.С., Каныгина О.Н. Определение пористости
керамических материалов методом коэффициентов приведенного рассеяния //
«Фундаментальные и прикладные аспекты новых высокоэффективных
материалов».
Всероссийская
научная
Интернет-конференция
с
международным участием: материалы конф. (Казань, 29 октября 2013 г.) /
Сервис виртуальных конференций Pax Grid ; сост. Синяев Д. Н. - Казань : ИП
Синяев Д. Н. , 2013.- С. 16-20.- ISBN 978-5-906217-34-9.