Представлено огляд деяких експериментальних робіт в області електропровідної кераміки, виконаних у Дослідному інституті керамічних технологій (IRTEC) та Національній фізичній лабораторії (NPL). Наведено результати випробувань механічних та електричних характеристик електропровідних керамічних порошкових композитів з матрицею із нітриду кремнію або оксиду алюмінію, а також домішками карбідів, боридів і нітридів титану. Основу досліджень складає вплив технології спікання (гаряче пресування, спікання під тиском газу, вільне спікання), а також кількості та виду домішки на механічні, електричні, триботехнічні характеристики композитів. Експериментальні результати показують, що не тільки електропровідність, але й механічні властивості можуть бути суттєво змінені введенням у матеріал певної кількості металоподібних частинок. Показано також, що чистота вихідних компонентів підвищує чутливість властивостей композитів до технологічних параметрів, насамперед, до температурного впливу при спіканні.

Розглянуто деякі аспекти формування градієнтної структури в цементованих карбідах на мікро- і субмікроскопічних рівнях. Показано, що градієнтні структури формуються, головним чином, завдяки нерівноважності процесу масопереносу рідкої фази в спечених карбідах. Особливу увагу приділено теоретичному та експериментальному описові процесу обробки розплавами металу, який призводить до формування градієнтної структури в спечених карбідах на мікро- і субмікроскопічних рівнях.

Технологія інжекційного формування, яка швидко розвивається, призначена для формування виробів складної геометрії з керамічних, металевих або металоподібних порошків на органічних в'яжучих. Особливо ефективні методики інжекційного формування у створенні структурного стану керамічних композицій. Для розвитку технології інжекційного формування досить важливим є вибір або розробка нових в'яжучих матеріалів, а також розробка способів та пристроїв для попереднього видалення технологічної зв'язки з напівфабрикату. Перспективним для цього є мікрохвильове обладнання з комп'ютерним керуванням, що дозволяє знизити забруднення навколишнього середовища та, крім того, виключає утворення дефектів у процесі видалення в'яжучого.

The aim of this article is to develop silicon nitride ceramics with improved cutting properties by optimization their composition and microstructure.

Наведено результати експериментального аналізу ефективності голографічних методів для дефектоскопії виробів з кераміки. Встановлено, що реалізація можливості дефектоскопії суттєво залежить від вибору виду навантаження виробу.

Розглянуто загальний стан розробок і застосування біокерамік. Використані спочатку як альтернатива металевих виробів з метою підвищення біосумісності імплантатів, біокераміки перетворилися на різноманітний клас біоматеріалів, що в наш час включає в себе три основних різновиди: біоінертні високоміцні кераміки; різноманітні біоактивні кераміки, що утворюють безпосередні біохімічні зв'язки з кісткою або навіть із м'якими тканинами живого організму; різноманітні біорезорбовані кераміки, що активно включаються організмом у процес метаболізму з результатом, передбаченим розробником. Саме представники різних видів біокерамік визнано і найбільш біоінертними, і найбільш біосумісними з усіх відомих біоматеріалів. На основі літературних, а також деяких власних даних розглянуто склад, фізико-хімічні властивості та біологічну поведінку основних видів біокерамічних матеріалів, що включають у себе, крім класичних спечених керамік, також близькі за складом, властивостями й застосуванню склокристалічні матеріали та біоскло. Особливу увагу приділено структурному чиннику як основному фізичному параметру, що визначає не тільки властивість керамічних матеріалів, але й взаємодію кераміки з біосередовищем. Теперішній стан досліджень і застосування біокерамік охарактеризовано як початковий етап у розв'язку складних задач на стику матеріалознавства, біології та медицини шляхом синтезу "розумних матеріалів".

Індекс рубрикатора НБУВ: Т594.171.2я1 + Т52(23=Укр)-417я1 + Л423.4(4Укр)я1

Рубрики:

Етнографія сучасних народів

Гончарні вироби

Шифр НБУВ: Ж70732 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Вивчено вплив компоненту відходів целюлозно-паперової промисловості - водоемульсійного каніфольного клею - на перерозподіл форм зв'язку вологи з керамічною масою, змін її формувальних і сушильних властивостей. З використанням методу диференціальних термопар, визначено диференціальні водоутримуючі властивості керамічної маси відносно різних форм зв'язку вологи з матеріалом. Показано, що обробка цим клеєм сприяє зменшенню енергії зв'язку вологи з матеріалом в області середніх і мікропор зі збільшенням масовмісту в області гелевих пор діаметром 0,003 мкм, що відповідають адсорбованій воді полішарів. Розраховано енергію зв'язку вологи з матеріалом на різних етапах процесу сушки відносно діапазону концентрацій дослідженого хімічного реагенту.

Проведено дослідження щодо визначення залежності кислотостійкості керамічного черепка від виду і кількості залізовмісних шлаків у композиціях глина - шлак. У дослідженнях використано шлаки, що містять від 10 до 32 % (мас.) FeO. Встановлено, що у виробництві кислотостійких керамічних матеріалів можна використовувати шлаки феронікелю, що містять 10 - 22 % (мас.) FeO. Визначено оптимальний вміст цих шлаків у композиціях глина - шлак.

Дослідження деформаційної поведінки полі- та монокристалічних керамічних матеріалів в умовах згинання показали , що в інтервалі температур - 150...1400 оC можливі один непружно-пружний і два пружно-непружних переходи, а отже, значна зміна механічних властивостей. При аналізі результатів випробувань використано дані мікро-Рамановських досліджень. Рекомендовано паспортні дані цих матеріалів доповнити значеннями їх деформаційних характеристик, а при розробці стандартів випробувань кераміки на згин враховувати можливість її непружного деформування.

Проведен цикл исследований нитрида алюминия с целью получения плотного диэлектрического материала с высокой теплопроводностью. Представлены результаты измерения удельного электросопротивления, а также диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь в области низких и сверхвысоких частот. Полученный материал на основе нитрида алюминия обладает высокой теплопроводностью и низкими диэлектрическими потерями и может применяться для изготовления элементов СВЧ-устройств.

Досліджено закономірності спікання та міцнісні властивості матеріалів: стоматологічний фарфор-нікелід титану. Визначено залежності кінцевої пористості, лінійних та об'ємних змін, фазового складу і структури від температури та тривалості спікання, концентрації компонентів в суміші, початкової пористості. Показано, що зміна щільності є результатом конкуренції усадки та об'ємного росту. Вибрано оптимальний режим спікання компонентів, що забезпечує наскрізну пористість та високі міцнісні властивості.

Подано фізико-хімічні, механічні та експлуатаційні характеристики нітриду кремнію та галузі використання виробів з нього. Наведено параметри процесу азотування відпрацьованого сіліцію в процесі виробництва трихлорсилану. Проаналізовано хімічний склад порошків, отриманих за умов даного виробництва, з наступним рафінуванням та без нього.

Разработана система контроля режимов работы гидравлических прессов типа ДАО с групповым приводом от насосно-аккумуляторной станции для прессования сырца огнеупорных изделий. Представлены результаты ее опробования в условиях цеха магнезиальных изделий ОАО "Запорожогнеупор".

Проведены исследования и установлена возможность замены в огнеупорном производстве клеящей добавки на основе лигносульфонатов, не производимой в Украине, на клеящую добавку на основе пластификатора "Дофен", выпускаемого в Донецкой области.

Методом покоящейся капли в вакууме исследована смачиваемость графита, киборита и материалов на основе диоксида циркония алюминием и медно-галлий-титановыми расплавами, методом металлографии изучены особенности контактного взаимодействия Cu-Ga-Ti расплава с поверхностью диоксида циркония. Проведенные исследования позволили установить, что физико-механические и капиллярные характеристики контактной системы диоксид циркония - металлический расплав в значительной степени определяются количеством вакансий нестехиометрического происхождения в анионной подрешетке диоксида циркония, образующихся при нагреве в вакууме, выделяющийся при этом кислород требует существенного увеличения концентрации активного компонента в составе расплава, так как значительная его часть в процессе отжига окисляется.

Впервые исследована кинетика уплотнения керамической порошковой среды при высоких (1 - 10 ГПa) давлениях. Предложена модель скорости уплотнения керамических порошков с учетом линейной зависимости коэффициента вязкости от давления. Получено хорошее совпадение расчетной и экспериментальной плотности в зависимости от давления в процессе уплотнения для пьезо- и диэлектрических, а также сверхпроводящих керамических порошков.

Рассмотрены процессы консолидации керамических порошков посредством холодного изостатического прессования. Применение теории уплотнения пористых и порошковых материалов позволило выявить стадийный характер процессов и оценить состояние структурных составляющих (частиц, конгломератов) порошков при их уплотнении. Получаемые в результате расчетов данные могут быть использованы при определении оптимальных режимов и эффективности процесса изготовления керамического порошка.

В работе представлены результаты исследований по использованию шамотной пыли в производстве керамических плиток. Проблема заключается в том, что большие количества шамотной пыли, образующейся при обжиге шамота и складируемой вблизи огнеупорных предприятий, создают неблагоприятную экологическую обстановку. В то же время шамотная пыль может быть полноценным сырьем для производства многих строительных материалов, в частности, керамической плитки. В результате проведенных исследований установлено, что свойства керамической плитки с добавками шамотной пыли соответствуют регламентируемым показателям.

Методами рентгенофазового аналізу, ІЧ-спектроскопії та ЕПР досліджено процес фазотворення за температурної обробки сумішей шлак феронікелевого виробництва - карбід кремнію. На базі отриманих результатів показано принципову можливість отримання внаслідок випалювання кислотостійкого керамічного матеріалу. Визначено оптимальний склад шихти з використанням гранульованого шлаку Побузького заводу феросплавів, що дозволяє за відносно низьких температур випалювання отримати якісну кислотостійку кераміку.