Синтез шпинели MgAl2O4 в среде термической плазмы

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Представлены результаты экспериментальных исследований по синтезу шпинели MgAl2O4 методом плазменной плавки порошковых компонентов с массовым соотношением Al2O3/MgO от 1 до 4. Установлено, что характерный брэгговский пик (~65°), относящийся к плоскости (111) кристаллической фазы MgAl2O4, смещается в сторону большего угла 2θ с уширением при избыточном содержании Al2O3 в исходном составе. Методом СЭМ показано, что во всех случаях микроструктура поверхности синтезированных образцов представлена плотной упаковкой октаэдрических кристаллов MgAl2O4 с размерами от 10 до 500 мкм стехиометрического состава. В полученных образцах обнаружены локальные области, позволяющие рассмотреть динамику роста кристаллов в процессе кристаллизации расплава. Предложенный метод может найти применение при технологии отливки малогабаритных термостойких изделий.

Об авторах

В. В. Шеховцов

Томский государственный архитектурно-строительный университет

Email: shehovcov2010@yandex.ru
Россия, 63400, Томск, пл. Соляная, 2

Н. К. Скрипникова

Томский государственный архитектурно-строительный университет

Email: shehovcov2010@yandex.ru
Россия, 63400, Томск, пл. Соляная, 2

А. Б. Улмасов

Томский государственный архитектурно-строительный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: shehovcov2010@yandex.ru
Россия, 63400, Томск, пл. Соляная, 2

Список литературы

  1. Chenguang L., Yuhong L., Tan S., Qing P., Fei G. Oxygen Defects Stabilize the Crystal Structure of MgAl2O4 Spinel under Irradiation // J. Nucl. Mater. 2019. V. 527. P. 151830. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2019.151830
  2. Masoud A.M., Rasoul S.M. Devising a Novel Method of Producing High Transparent Magnesium Aluminate Spinel (MgAl2O4) Ceramics Body Using Synthesized LiF Nanopowder and Spark Plasma Sintering // Mater. Chem. Phys. 2020. V. 250. P. 123035. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2020.123035
  3. Soumen P., Bandyopadhyay A.K., Pal P.G., Mukherjee S., Samaddar B.N. Sintering Behaviour of Spinel–Alumina Composites // Bull. Mater. Sci. 2009. V. 32. № 2. P. 169–176. https://doi.org/10.1007/s12034-009-0026-8
  4. Emre Y., Claude C., Sedat A. Microstructural Development of Interface Layers between Co-Sintered Alumina and Spinel Compacts // J. Eur. Ceram. Soc. 2011. V. 31. P. 1649–1659. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2011.03.020
  5. Бучилин Н.В., Люлюкина Г.Ю., Варрик Н.М. Влияние режима обжига на структуру и свойства высокопористых керамических материалов на основе алюмомагнезиальной шпинели // Новые огнеупоры. 2019. № 1. С. 37–42. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2019-1-37-42
  6. Филатова Н.В., Косенко Н.Ф., Глазков М.А. Спекание периклаза на бруситалюмофосфатной связке // Стекло и керамика. 2020. № 9. С. 16–20.
  7. Ульянова А.В. Получение плотной керамики на основе алюмомагниевой шпинели путем формирования твердых растворов в системе MgAl2O4–Ga2O3 // Журн. неорган. химии. 2021. Т. 66. № 8. С. 1143–1149. https://doi.org/10.31857/S0044457X21080304
  8. Ko. Y.-C. Influence of the Characteristics of Spinels on the Slagresistance of Al2O3·MgO and Al2O3-Spinel Castables // J. Am. Ceram. Soc. 2004. V. 83. № 9. P. 2333–2335. https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.2000.tb01559.x
  9. Радишевская Н.И., Назарова А.Ю., Львов О.В., Касацкий Н.Г., Саламатов В.Г., Сайков И.В., Ковалев Д.Ю. Синтез шпинели MgAl2O4 методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза // Неорган. материалы. 2020. Т. 56. № 2. С. 151–159. https://doi.org/10.31857/S0002337X2001011X
  10. Сенина М.О., Лемешев Д.О., Вершинин Д.И., Бойко А.В., Педченко М.С. Влияние концентрации B2O3 на свойства прозрачной керамики на основе алюмомагниевой шпинели // Неорган. материалы. 2019. Т. 55. № 8. С. 898–902. https://doi.org/10.1134/S0002337X19080141
  11. Гольева Е.В., Дунаев А.А., Чмель А.Е., Щербаков И.П. Влияние легирования керамики MgAl2O4 оксидом хрома на характер микроповреждений при точечном ударе // Неорган. материалы. 2021. Т. 57. № 4. С. 442–448. https://doi.org/10.31857/S0002337X21030052
  12. Yanqiu J., Qiang L., Xinyu M., Sha S., Xiaoying L., Xin L., Tengfei X., Jiang L. Influence of Presintering Temperature on Magnesium Aluminate Spinel Transparent Ceramics Fabricated by Solid-State Reactive Sintering // Int. J. Appl. Ceram. Technol. 2022. V. 19. P. 367–374. https://doi.org/10.1111/ijac.13888
  13. Slotznick S.P., Shim S.-H. In Situ Raman Spectroscopy Measurements of MgAl2O4 Spinel up to 1400°C // Am. Mineral. 2008. V. 93. P. 470–476. https://doi.org/10.2138/am.2008.2687
  14. Osipov V.V., Solomonov V.I., Platonov V.V. et al. Synthesis of Fe:MgAl2O4 Nanopowders into Laser Plum // Int. Res. J. 2018. V. 8. № 74. P. 32–39. https://doi.org/10.23670/IRJ.2018.74.8.005
  15. Шеховцов В.В., Скрипникова Н.К., Волокитин О.Г., Гафаров Р.Е. Синтез муллитсодержащей керамики в среде низкотемпературной плазмы // Физика и химия стекла. 2022. Т. 48. № 5. С. 630–634. https://doi.org/10.31857/S0132665121100619
  16. Шеховцов В.В., Волокитин О.Г., Ушков В.А., Зорин Д.А. Получение стеклокерамики системы MgO–SiO2 методом плазменной плавки // Письма в ЖТФ. 2022. Т. 48. № 24. С. 15–18. https://doi.org/10.21883/PJTF.2022.24.54017.19278
  17. Скрипникова Н.К., Волокитин О.Г., Шеховцов В.В., Семеновых М.А. Плазмохимический синтез анортита // Изв. вузов. Физика. 2022. Т. 65. № 6 (775). С. 139–144. https://doi.org/10.17223/00213411/65/6/139
  18. Шеховцов В.В., Скрипникова Н.К., Улмасов А.Б. Синтез алюмомагнезиальной керамики MgAl2O3 в среде термической плазмы // Вестн. Томского гос. архитектурно-строительного ун-та. 2022. Т. 24. № 3. С. 138–146. https://doi.org/10.31675/1607-1859-2022-24-3-138-146
  19. Mohapatra D., Sarkar D. Preparation of MgO–MgAl2O4 Composite for Refractory Application // J. Mater. Process. Technol. 2007. V. 189. P. 279–283. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2007.01.037
  20. Белогурова О.А., Саварина М.А., Шарай Т.В. Огнеупоры из форстеритового концентрата ковдорского горнообогатительного комбината // Тр.Кольского научного центра РАН. 2018. Т. 9. № 2-2. С. 808–814.

Дополнительные файлы


© В.В. Шеховцов, Н.К. Скрипникова, А.Б. Улмасов, 2023