Skip navigation.

Лаборатория порошковых материалов

Работа по теме: «Разработка технологии получения наноструктурированных керамических материалов на основе шламовых отходов кремния».

Отв.исполнитель – к.ф.-м.н. Касмамытов Н.К.
Лаборатория порошковых материалов

Оптимизирована технология получения наноструктурированного керамокомпозиционного материала (НККМ), которая состоит из ряда последовательных технологических стадий: очистки шлама от СОЖ, просушки и обжига шлама, помола шлама, приготовление шликера и формование изделий, выпарка пластификатора и реакционного спекания.

Разработаны режимы выпарки для шликерных изделий НККМ на основе ультрадисперсных и наноразмерных шламовых отходов кремния, имеющих содержание связки в количестве 15 – 18 % от общей массы изделия. Разработанные режимы выпарки пластификатора позволяют получать шликерные изделия НККМ с содержанием остаточного пластификатора 3,5-4,5 %. Шликерные изделия НККМ с остаточным содержанием пластификатора 3,5–4,5 % имеют достаточную прочность для осуществления заключительной технологической операции – реакционного спекания.

Разработаны технологические режимы синтеза НККМ на основе ультрадисперсных и наноразмерных шламовых отходов кремния.. В процессе синтеза формируется «войлочная» структура на масштабном уровне 10-8 –10-9 м, состоящая из нитевидных нано- и ультрадисперсных кристаллов нитрида кремния и карбонитрида кремния. Изучены физико-химические свойства реакционно-спечённых НККМ, в частности, прочность изделий на сжатие, термостойкость, воздействие различных кислот. Установлено, что прочность на сжатие НККМ в 1,5-2 выше, чем у аналогичных классических нитридокремниевых материалов. Термостойкость НККМ составила 1650 оС, что на 350 оС выше, чем у классических нитридокремниевых материалов. НККМ стоек во всех кислотах, включая плавиковую кислоту. Отметим, что классический нитрид кремния не стоек в плавиковой кислоте.

Выявлен механизм формирования нано- и ультрадисперсной каркасной структуры нитрида и карбонитрида кремния в процессе реакционного спекания нано-и ультрадисперсных шламовых отходов.

Показано, что физико-химические свойства НККМ значительно превосходят классические нитридокремниевые материалы по термостойкости на 350 оС, а по прочности на сжатие в1.5 -2 раза. Полученные изделия НККМ имеют более высокий ресурс эксплуатационных свойств.

Результаты опубликованы в 9 научных статьях.