Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Технология тугоплавких неметаллических материалов

Диссертационная работа:

Суркин Ринат Равилевич. Теплоотражающие стекла с новыми функциональными возможностями : диссертация ... кандидата технических наук : 05.17.11 / Суркин Ринат Равилевич; [Место защиты: Рос. хим.-технол. ун-т им. Д.И. Менделеева].- Саратов, 2010.- 142 с.: ил. РГБ ОД, 61 10-5/1994

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность работы. В настоящее время в строительной индустрии широкое применение получили стекла с пленочными покрытиями - солнцезащитные теплоотражающие (рефлектные) и низкоэмиссионные, основное назначение которых -обеспечивать эффективное энергосбережение и при этом придавать зданиям определенную декоративную выразительность.

В связи с расширяющимися площадями остекления зданий разного функционального назначения к стеклу и конструкциям на его основе предъявляются чрезвьшайно жесткие требования, поэтому в настоящее время ведущими фирмами мира проводятся работы как по повышению прочности и безопасности стекол и конструкций, так и улучшению эксплуатационных характеристик покрытий, таких как износостойкость, твердость, прочность, термостабильность. Разработки ведутся как по созданию новых составов, так и новых технологий нанесения покрытий, благодаря чему рынок стекла развивается интенсивно и происходит постоянное пополнение ассортимента продукции.

В последнее время возрос интерес к стеклам с многофункциональными
покрытиями, проявляющими фотокаталитические, антибактериальные,

противотуманные и другие свойства. На данный момент существует несколько фирм, выпускающих в промышленных масштабах самоочищающиеся стекла с покрытием на основе Ti02 (AFG Industries, Pilkington, PPG Industries). Однако возникают технические проблемы при нанесении пленок ТіОг пиролитическим методом -обеспечение однородности, равнотолщинности покрытий и токсичности применяемых прекурсоров. В связи с изложенным исследования, направленные на создание стекол с фотокаталитическими покрытиями, улучшенными эксплуатационными характеристиками, являются перспективными и актуальными.

Целью работы является создание теплоотражающих стекол с новыми функциональными возможностями - эффектом самоочищения, электропроводностью и улучшенными оптическими и физико-механическими свойствами путем термомодифицирования титансодержащих покрытий, наносимых на стекло методом вакуумного магнетронного напыления.

Для достижения поставленной цели в задачи исследований входили:

- анализ существующих технологий нанесения покрытий и научное обоснование
выбора способа получения теплоотражающих стекол с эффектом самоочищения;

- оценка свойств титансодержащих покрытий, формируемых в результате термической обработки, с целью выбора марок исходных теплоотражающих стекол и оптимизация режимов их модифицирования;

- изучение физико-химических процессов, происходящих при термообработке
рефлектных стекол с покрытием из нитрида титана, и определение химического
состава, структуры и качества получаемого покрытия с применением современных
методов исследования объектов наноразмерной толщины;

отработка оптимальных технологических режимов получения стекол с титансодержащими покрытиями, обладающими в результате термомодифицирования улучшенными оптическими, физико-химическими и фотокаталитическими свойствами;

апробация разработанного способа получения самоочищающегося теплоотражающего стекла на промышленных установках ОАО «СИС» с выпуском опытно-промышленной партии изделий.

Научная новизна:

  1. Выявлена и реализована принципиальная возможность придания фотокаталитической активности теплоотражающему стеклу с нитридотитановым покрытием путем его термомодифицирования, в результате чего стекло приобретает способность к самоочищению. Показано, что в процессе термомодифицирования имеет место окисление нитрида титана с образованием оксида и оксинитрида титана, обладающих фотокаталитическими и гидрофильными свойствами.

  2. Установлена взаимосвязь повышения эксплуатационных характеристик термомодифицированного стекла - светопропускания, адгезионной прочности, микротвердости, стойкости к истиранию, коррозионной стойкости и сокращения фотокаталитической активации, с видом и составом исходного магнетронного покрытия.

3. Обнаружено изменение элементного и фазового состава покрытия при термомодифицировании, увеличение неоднородности микрорельефа и уменьшение толщины покрытия при повышении адгезии и возможном увеличении переходного слоя стекло - покрытие, что обеспечивает более высокий уровень эксплуатационных свойств.

Практическая значимость работы:

  1. Разработан способ получения теплоотражающего самоочищающегося стекла, включающий магнетронное напыление покрытий с последующей их термообработкой в области температур Tg, приводящей к созданию нанопокрытий, сочетающих одновременно достоинства, присущие покрытиям, получаемым вакуумными методами off-line и пиролитическим методом on-line.

  2. Определены технологические параметры получения теплоотражающих стекол с термомодифицированными титансодержащими покрытиями, обладающими фотокаталитической активностью, гидрофильностью и улучшенными оптическими и физико-техническими свойствами.

  3. Изучены электрические характеристики стекол с магнетронными покрытиями, что позволило рекомендовать их для использования в качестве токообогреваемых.

  4. Разработана схема рециклинга отходов теплоотражающего термомодифицированного стекла, обеспечивающая возможность их переработки в качестве «вторичного» стеклобоя, в основном флоат-процессе.

Диссертационная работа выполнена в ГОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет (СГТУ) и ОАО «Саратовский институт стекла» и является частью комплексных научно-исследовательских работ ОАО «Саратовский институт стекла», а также разделом темы СГТУ, грант №2.1.2/1587 «Разработка теоретических и эксплуатационных основ реакции синтеза керамических нанокомпозитов различного назначения с использованием оксидных нанопорошков», в рамках аналитической ведомственной целевой программы развития научного потенциала высшей школы 2009-2010 гг. Министерства образования и науки РФ.

Внедрение результатов и реализация работы:
Разработанные технологические рекомендации по получению

термомодифицированных теплоотражающих стекол с эффектом

фотокаталитической активности планируется использовать на промышленных установках ОАО «Саратовский институт стекла».

Внедрена на базе ОАО «Саратовский институт стекла» модернизированная автором методика определения фотокаталитической активности стекол с покрытием до и после их термической обработки.

Выпущена опытно-промышленная партия теплоотражающих стекол толщиной 5 мм в объеме 120 м , полученных методом магнетронного напыления как однослойных, так и многослойных покрытий с последующей модификацией на линии закалки с конвекционным нагревом (Акт от 22.06.2009 г.).

По результатам проведенных маркетинговых исследований предполагаемый экономический эффект промышленного внедрения способа получения стекол с многослойными термомодифицированными покрытиями составит 720 тыс. рублей на один строительный объект общей площадью остекления фасада 3000 м .

Апробация результатов работы. Результаты работы доложены и обсуждены
на IV Международной научно-технической конференции «Надежность и

долговечность строительных материалов, конструкций и оснований фундаментов» (Волгоград, 2005 г.), I Международной конференции «Стеклопрогресс-ХХ1» (Саратов, 2002 г.), II Международной конференции «Стеклопрогресс-XXI» (Саратов, 2004 г.), Международной научно-практической конференции «Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии» (Белгород, 2005 г.), III Международной конференции «Стеклопрогресс-ХХІ» (Саратов, 2006 г.), IV Международной конференции «Стеклопрогресс-ХХІ» (Саратов, 2008 г.) и на заседании секции научно-технического совета Саратовского института стекла (Саратов, 2009 г.).

Основное содержание работы изложено в 8 публикациях, из них 1 статья в журнале, рекомендованном ВАК, подана заявка на патент.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и выводов, изложена на 141 страницах, содержит 30 таблицы и 25 рисунков, список использованной литературы из 127 наименований и 2 приложения.

Автор выражает благодарность кандидату химических наук Бондаревой Лидии Николаевне за научную и техническую помощь при выполнении работы.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net