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:

Красный Борис Лазаревич. Огнеупорные и строительные материалы на основе фосфатных связующих : Дис. ... д-ра техн. наук : 05.17.11 : Москва, 2003 422 c. РГБ ОД, 71:04-5/343

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение 6

Обзор литературы 11

Глава 1. Фосфорная кислота и ее соли как основа фосфатных связующих.. 11

  1. Строение и классификация фосфатов 11

  2. Физико-химические свойства фосфорной кислоты 13

  3. Синтез фосфатов 17

1 А. Фосфаты щелочных металлов 22

  1. Фосфаты двухвалентных металлов 25

  2. Фосфаты трехвалентных элементов 32

  3. Фосфаты четырехвалентных элементов 35

Глава 2. Фосфатные вяжущие системы и материалы

на их основе 39

  1. Фосфатные вяжущие системы 39

  2. Составы и технология фосфатных связующих 45

  3. Структура и процессы дегидратации фосфатных связующих 50

  4. Гетерогенные реакции в процессах адгезии и когезии фосфатных вяжущих систем 55

  5. Клеящие огнеупорные растворы на фосфатных связующих 72

  1. Требования к огнеупорным растворам 72

  2. Опыт применения огнеупорных растворов на фосфатных связующих....76

  1. Огнеупорные бетоны на фосфатных связующих 89

  2. Конструкционные, строительные и теплоизоляционные материалы на

фосфатных связующих 95

2.6. Выводы по анализу литературных данных 98

Экспериментальная часть 99

Глава 3. Методики эксперимента 99

  1. Методы исследований огнеупорных растворов, бетонов и теплоизоляционных масс на фосфатных связующих 99

  2. Методы исследования строительных материалов и защитных покрытий на

фосфатных связующих 106

Глава 4. Фосфатные связующие для огнеупорных, теплоизоляционных мате
риалов и неорганических покрытий 108

Глава 5. Фосфатные огнеупорные растворы на основе динасовых и алюмосили-
катных мертелей 126

  1. Характеристика сырьевых материалов 126

  2. Выбор рационального состава фосфатного огнеупорного

раствора 129

  1. Влияние типа наполнителя и вида фосфатного связующего на прочностные характеристики и усадку огнеупорных растворов 129

  2. Теплофизические свойства огнеупорных растворов 172

  3. Жизнеспособность, водоудерживающая способность и временя контакта фосфатных огнеупорных растворов 184

4 5.2.4. Влияние добавок на эксплуатационные характеристики огнеупорных

растворов 193

щ 5.3. Основные параметры приготовления и эксплуатации

фосфатных огнеупорных растворов 225

Глава 6. Огнеупорные бетоны и жаростойкие керамические материалы

на фосфатных связующих 232

Глава 7. Применение огнеупорных материалов на фосфатных связующих в

практике футеровки промышленных тепловых агрегатов 272

Глава 8. Строительные и конструкционные материалы на фосфатных

связующих 289

Глава 9. Антикоррозионные и теплоизоляционные покрытия на основе

фосфатных связующих 321

  1. Защитные и декоративные покрытия на фосфатных связках 321

  2. Теплоизоляционные покрытия на фосфатных связках 346

Выводы 356

Литература 359

Приложение 1 406

Приложение 2 408

Приложение 3 409

Приложение 4 410

Приложение 5 412

Приложение 6 413

5
Приложение 7 414

Приложение 8 415

Приложение 9 416

Приложение 10 417

Приложение 11 418

Приложение 12 419

Приложение 13 420

Приложение 14 421

Введение к работе:

Фосфор занимает особое место среди элементов, на основе которых возможно образование связующих огнеупорных материалов. Только фосфатные соединения обладают способностью при высокотемпературной дегидратации образовывать огнеупорные соединения со многими классами наполнителей: оксидами, силикатами, алюмосиликатами и даже с растительными полимерами. Уникальные свойства фосфорных кислот и фосфатов широко используются в технике при создании огнеупорных растворов, бетонов, покрытий для различных тепловых агрегатов и в различных строительных конструкциях. К настоящему времени накоплен огромный объём сведений по физическим, химическим, физико-химическим, теплофизическим и другим свойствам соединений фосфора, созданы многочисленные материалы на базе фосфатных связующих (фосфорной кислоты, алюмофосфатного связующего АФС, алюмохромфосфат-ного связующего АХФС и другими веществами ). Многочисленные примеры успешного применения фосфатных материалов показывают, что не все возможности этих функциональных материалов используются в полной мере.

Актуальность работы. При изготовлении огнеупорных футеровок про-калочных и вращающихся печей различного назначения, стен и крышек методических печей футеровок стекловаренных печей и в других теплотехнических агрегатах нашли применение огнеупорные растворы и изделия на основе фосфатных связующих, а их уникальные свойства широко используют в технике при создании огнеупорных растворов, бетонов, покрытий различного назначения на металлы, оксиды и силикаты. Однако, имеющиеся результаты носят разрозненный характер, отсутствует обобщение научных и технических данных, что не позволяет прогнозировать получение материалов с заданными свойствами на основе фосфатных связующих. Поэтому исследования, направленные на разработку и совершенствование уникальных материалов и их технологий актуальны, что подтверждается их выполнением в рамках следующих программ:

Государственная программа 1989 г. «Создание, развитие производства и обеспечение народного хозяйства новыми конструкционными и функциональными материалами». «Керамика с высокой вязкостью разрушения».

Федеральная целевая научно-техническая программа 1996 г. «Новые материалы и химические продукты» «Специальная керамика для захоронения радиоактивных отходов».

«Разработка перспективной технологии изделий инструментального и три-ботехнического назначения» (ФЦНТП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники», Блок 2 «Поисково-прикладные исследования и разработки», раздел "Новые материалы и химические продукты", тема №8). Госконтракт №41.002.1.1.2408 от 31 января 2002 г.

Научная проблема, решаемая в данной работе входит в список «Приоритеты развития науки и техники. Критические технологии федерального уровня, утверждённые 21.07.1996 г, №278п-П8: Раздел 3, Керамические материалы и на-нокерамика».

Цель работы: разработка составов и совершенствование технологии материалов на основе фосфатных связующих.

Научная новизна работы состоит в анализе физико-химических процессов, протекающих в гетерогенных системах с участием фосфатных связующих, разработке способов управления процессами, наблюдаемыми при создании камневидных тел и разработке технологии фосфатных огнеупорных связующих; оценке влияния наполнителя на свойства огнеупорных растворов; разработке методик прогнозирования адгезионных характеристик наполнителя с помощью его электронного потенциала; установлении механизма управления адгезионной и когезионной прочностью огнеупорных растворов и бетонов на фосфатных связующих; использовании обнаруженного явления пластической деформации кислых металлофосфатов и материалов на их основе в процессе горячего прессования при 60 - 200 градусах с последующим отверждением при создании новой технологии керамических материалов; создании на базе полу-

ченных данных методики использования огнеупорных материалов на фосфатных связующих для футеровки и теплоизоляции ванных стекловаренных печей; установлении явления деформации фосфатных связующих при наличии градиента температур между противоположными стенками формообразователя, что очень важно для технологии неорганических стеклопластиков. Научная и практическая новизна решений закреплена 77 авторскими свидетельствами на изобретения и патентами в области фосфатных материалов: огнеупорных растворов, связующих масс, минеральных клеев, бетонов, мертелей, сырьевых смесей для изготовления конструкционных материалов, защитных покрытий на металлы и строительные материалы.

Достоверность полученных результатов обеспечивалась комплексным использованием методов физико-химических анализов, а также детальными проверками полученных результатов на практике в условиях промышленных испытаний.

Практическая значимость диссертации состоит в разработке технологических процессов создания огнеупорных бетонов и огнеупорной керамики с повышенным эксплуатационным ресурсом на основе фосфатных связующих и разработке составов и технологических процессов нанесения антикоррозионных и огнезащитных покрытий на различные строительные конструкции и теплотехнические агрегаты с целью повышения сроков их службы (всего 14), которые нашли применение и используются до настоящего времени в промышленности в теплотехнических агрегатах (стекловаренных и металлургических печах, высокотемпературных химических реакторах), эффективной тепловой изоляции, не уступающей лучшим зарубежным образцам.

Апробация работы. Основные результаты исследований и выводы, сделанные на их основе, изложены в 98 научных публикациях, в том числе в двух монографиях, 13 статьях, 6 тезисах докладов на международных и всероссийских конференциях, 77 авторских свидетельствах на изобретения и патентах.

9 Основные результаты исследований доложены и обсуждены на: III

Всесоюзном совещании по фосфатам (Рига, 1971), Всесоюзных конференциях «Фосфаты-81» (Ленинград, 1981), «Фосфаты-84» (Алма-Ата, 1984), «Фосфаты-87» (Ташкент, 1987), Республиканском семинаре-совещании «Теплоизоляция стекловаренных печей - важнейший фактор экономии топлива» (Москва, 1981), Всесоюзной конференции «Физико-химические аспекты прочности жаростойких неорганических материалов» (Запорожье, 1986).

Основные положения, выносимые на защиту

  1. Технология и состав стабильного в водных растворах алюмохромфосфатно-го связующего (АХФС-1).

  2. Технология сухого гранулированного АХФС.

3. Составы и технология алюмоборфосфатного связующего АБФК.

  1. Методика прогнозирования адгезионных характеристик наполнителя в фосфатных растворах и бетонах с помощью его электронного потенциала.

  2. Механизм управления адгезионной и когезионнои прочностью огнеупорных растворов и бетонов на фосфатных связующих, в соответствии с которым адгезионная прочность определяется видом и концентрацией кислых металлофосфатов, тогда как когезионная - наличием крупных молекулярных комплексов в межзёренных промежутках.

  1. Способность сухих кислых металлофосфатов и материалов на их основе пластически деформироваться в процессе горячего прессования при 60-200С с последующим отверждением и технология керамических материалов с использованием этого свойства.

  2. Рекомендации по использованию огнеупорных материалов на фосфатных связующих для футеровки и тепловой изоляции ванных стекловаренных печей.

  3. Технология стеклопластиков на основе фосфатных связующих, по которой прессование производится при наличии градиента температур в изделиях при их формовании.

10 9. Технология покрытий для силикатных строительных материалов и металлических поверхностей на основе органо-фосфатных полимеров, синтезируемых в процессе отверждения сырьевой массы.

Подобные работы
Морева Ирина Юрьевна
Искусственные керамические вяжущие на основе активированных материалов в технологии тонкой керамики
Хомченко Юрий Викторович
Интенсификация процессов твердения прессованных автоклавных материалов на основе помола известково-кремнеземистого вяжущего в виде концентрированной суспензии
Лисеенко Ольга Владимировна
Технология и физико-химические свойства тонкопленочных материалов на основе двойных оксидов Ta2O5La2O3
Михайлов Михаил Николаевич
Взаимодействие материалов на основе гематита с расплавленным железом
Суздаль Наталья Владимировна
Стеклокристаллические материалы на основе дисиликата лития и метабората цинка
Лымарь Елена Анатольевна
Композиционные материалы на основе керамоалюминиевых связок
Антипина Светлана Анатольевна
Составы и технология термостойких материалов на основе композиций волластонита с известково-кремнеземистым вяжущим
Егорова Екатерина Юрьевна
Алюмосиликатные керамические материалы на основе природного сырья Сибирского региона
Бородина Инна Александровна
Технология и физико-химические свойства композиционных материалов на основе природных силикатов и ненасыщенных полиэфирных смол
Селиванов Юрий Витальевич
Теплоизоляционные керамические материалы на основе композиций глин с техногенным силикатным сырьем

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