Фазовое разделение и свойства стекол системы MgO–CaO–Fe 2O3–Al2O3–В2O3–SiO2

Павлюкевич Ю. Г.; Папко Л. Ф.; Гундилович Н. Н.; Ларионов П. С.; Уваров А. А.

Фазовое разделение и свойства стекол системы MgO–CaO–Fe ₂O₃–Al₂O₃–В₂O₃–SiO₂

Павлюкевич Ю. Г., Папко Л. Ф., Гундилович Н. Н., Ларионов П. С., Уваров А. А.

2022

https://doi.org/10.29235/1561-8331-2022-58-3-317-324

Проведен синтез и исследование модельных стекол системы MgO–CaO–Fe2O3–Al2O3–SiO2, которая является базовой для получения непрерывного базальтового волокна. Получены систематизированные данные по влиянию компонентов на структуру стекол и последовательность процессов фазового разделения, протекающих при их термической обработке. Показано, что при фазовом разделении кристаллические фазы выделяются в следующей последовательности: магнетит–пироксен–плагиоклаз с преобладанием анортитовой составляющей. Проведено модифицирование стекол системы MgO–CaO–Fe2O3–Al2O3–SiO2 путем введения В2O3 и показана активная роль данного компонента в процессах стеклообразования и кристаллизации. Установлено соотношение стеклообразующих и модифицирующих компонентов модельных стекол, при которых достигается повышение показателей прочности стекол от 110 до 180 МПа. На основании исследования технологических свойств модельных стекол и прочностных характеристик определены компоненты для модифицирования базальтовых стекол с целью повышения показателей прочности волокна.

Павлюкевич Ю. Г., Папко Л. Ф., Гундилович Н. Н., Ларионов П. С., Уваров А. А. Фазовое разделение и свойства стекол системы MgO–CaO–Fe ₂O₃–Al₂O₃–В₂O₃–SiO₂. Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия химических наук. 2022;58(3):317-324. https://doi.org/10.29235/1561-8331-2022-58-3-317-324

Цитирование

Список литературы

1. Höland, W. Glass-ceramic technology / W. Höland, G.H. Beall. – Published by John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey, 2012. – Р. 182–186. https://doi.org/10.1002/9781118265987

2. Basalt fibers / Volkan Acar [et al.] // Fiber Technology for Fiber-Reinforced Composites / Edited by M. Özgür Seydibeyoğlu, Amar K. Mohanty, Manjusri Misra. – Woodhead Publishing (Elsevier Ltd.), 2017. – Р. 169–185. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-101871-2.00008-4

3. Jones, F. R. 19 - The structure and properties of glass fibers / F. R. Jones, N. T. Huff // Handbook of Properties of Textile and Technical Fibres / ed. A. R. Bunsell. – Woodhead Publishing, 2018. – Р. 757–803. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-101272-7.00019-5

4. Джигирис, Д. Д. Основы производства базальтовых волокон и изделий / Д. Д. Джигирис, М. Ф. Махова. – М.: Теплоэнергетик, 2002. – 412 с.

5. Влияние ZrO2 на щелочестойкость и механические свойства базальтовых волокон / Я. В. Липатов [и др.] // Неорган. материалы. – 2012. – Т. 48, № 7. – С. 858–864.

6. Влияние оксида алюминия на свойства базальтовых непрерывных волокон / С. И. Гутников [и др.] // Журн. неорган. химии. – 2009. – Т. 54, № 2. – С. 223–228.

7. Манылов, М. С. Влияние модификации базальтового сырья на условия кристаллизации волокон: автореф. дисс. ... канд. хим наук : 02.00.21 / М. С. Манылов. – М., 2013. – 27 с.

8. Influence of boron-containing components on processing of basalt melts and glasses / Yu. G. Paulukevich [et al.] // International Symposium on Boron: Proceeding book, Turkey, 17–19 April 2019. – P. 509–514.

9. Влияние электронного состояния ионов железа на физико-химические свойства железосодержащих стекол / Н. И. Минько [и др.] // Физ.-мат. методы в исследовании свойств строительных материалов и в их производстве. – М., 1982. – С. 140–147

10. Tatarintseva, O. S. Effect of iron oxides on the proneness of synthesized basaltic metals toward fiber formation / O. S. Tatarintseva, N. N. Khodakova, T. K. Uglova // Glass and Ceramics. – 2012. – Vol. 69, N1-2. – Р. 71–74. https://doi.org/10.1007/s10717-012-9417-1

11. Structural origin of CaO–MgO–Al2O3–SiO2–Fe2O3 glass crystallization: Iron-containing clusters / M. Zhao [et al.] // Journal of Non-Crystalline Solids. – 2020. – Vol. 547. – P. 120295 (8 р). https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2020.120295

12. Korwin-Edson, M. L. Strength of High Performance Glass Reinforcement Fiber / M. L. Korwin-Edson, D. A. Hofmann, P. B. McGinnis // International Journal of Applied Glass Science. – 2012. – Vol. 3, N 2. – Р.107–121. https://doi.org/10.1111/j.2041-1294.2012.00089.x

13. Raman spectra and surface structure of CaO–Fe2O3–Al2O3–SiO2 glass leached in potassium hydroxide solutions / W. Zheng [et al.] // Glass Physics and Chemistry. – 2014. – Vol. 40, N 6. – Р. 600–610. https://doi.org/10.1134/s108765961406011x

14. Гутников, С. И. Влияние оксида алюминия на свойства базальтовых стекол и волокон на их основе : автореф. дис. ... канд. хим наук : 02.00.21 / С. И. Гутников. – М., 2013. – 24 с.

15. Manara, D. Advances in understanding the structure of borosilicate glasses: A Raman spectroscopy study / D. Manara, A. Grandjean, D. R. Neuville // American Mineralogist. – 2009. – Vol. 94. – P. 777–784. https://doi.org/10.2138/am.2009.3027

16. Лебедева, Г. А. Классификация петрургического сырья / Г. А. Лебедева, Г. П. Озерова, Ю. К. Калинин. – Л.: Наука, 1979. – 120 с.

Источник

Информация

Автор

Павлюкевич Ю. Г. Белорусский государственный технологический университет
Папко Л. Ф. Белорусский государственный технологический университет
Гундилович Н. Н. Белорусский государственный технологический университет
Ларионов П. С. Белорусский государственный технологический университет
Уваров А. А. Белорусский государственный технологический университет

Страницы

317-324

Год издания

2022

Ключевые слова

Коллекции

Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия химических наук