СВ-синтез композиционных материалов с использованием боратовой руды Индерского месторождения РК

Р.Г. Абдулкаримова; Б. Милихат; К. Камунур; Д.А. Байсейтов; Н.Б. Кудьярова; А.Д. Исагалиев; З.А. Мансуров

doi:10.18321/

Авторы

Р.Г. Абдулкаримова Казахский Национальный Университет им. аль-Фараби пр. аль-Фараби 71, 050040 г. Алматы; Институт проблем горения, ул. Богенбай батыра 172, 050012, г. Алматы
Б. Милихат Казахский Национальный Университет им. аль-Фараби пр. аль-Фараби 71, 050040 г. Алматы; Институт проблем горения, ул. Богенбай батыра 172, 050012, г. Алматы
К. Камунур Казахский Национальный Университет им. аль-Фараби пр. аль-Фараби 71, 050040 г. Алматы; Институт проблем горения, ул. Богенбай батыра 172, 050012, г. Алматы
Д.А. Байсейтов Казахский Национальный Университет им. аль-Фараби пр. аль-Фараби 71, 050040 г. Алматы; Институт проблем горения, ул. Богенбай батыра 172, 050012, г. Алматы
Н.Б. Кудьярова Казахский Национальный Университет им. аль-Фараби пр. аль-Фараби 71, 050040 г. Алматы; Институт проблем горения, ул. Богенбай батыра 172, 050012, г. Алматы
А.Д. Исагалиев Казахский Национальный Университет им. аль-Фараби пр. аль-Фараби 71, 050040 г. Алматы; Институт проблем горения, ул. Богенбай батыра 172, 050012, г. Алматы
З.А. Мансуров Казахский Национальный Университет им. аль-Фараби пр. аль-Фараби 71, 050040 г. Алматы; Институт проблем горения, ул. Богенбай батыра 172, 050012, г. Алматы

DOI:

https://doi.org/10.18321/

Ключевые слова:

синтез, композиты, руды, фазовый состав, системы, горение

Аннотация

Целью данного исследования является самораспространяющийся высокотемпературный синтез (СВС) композиционных материалов c широким спектром фазового состава c использованием боратовой руды Индерского месторождения РК. Руды Индерского месторождения представлены в основном ашаритом, гидроборацитом и улекситом. Среднее содержание В₂О₃ в Индеровских рудах составляет 15-27,5%, В связи с тем, что боратовая руда Индерского месторождения отличается значительным содержанием гипса, проведено обогащение исходного сырья, максимальное содержание оксида бора после обогащения руды составило 40 масс.%. СВ–синтез проводили в системах TiO₂+B₂O₃+Al, TiO₂+B₂O₃+Mg, Cr₂O₃+Al+B₂O_3, ZrSiO₄+Mg+B₂O₃, TiO₂+B₂O₃+C+Mg (где B₂O₃ в составе боратовой руды). Для получения огнеупорных композиционных материалов количество диоксида титана, боратовой руды, алюминия и магния меняли в ходе экспериментов и рассчитывали с учетом стехиометрии и возможности оптимизации содержания магния и алюминия в исходной смеси компонентов для увеличения реакционной способности в реакциях алюмотермического и магнийтермического горения. Установлено влияние среды проведения СВС (воздух, аргон), предварительной механической активации до проведения СВ-синтеза на фазовый состав синтезированных композиционных материалов и макрокинетические характеристики процесса горения. Методом РФА в продуктах СВС определено присутствие высокотемпературных фаз–боридов титана, хрома, ванадия, циркония, оксидов алюминия и магния и их шпинелей. Методом электронной спектроскопии (SEM, EDAX) исследована микроструктура полученных материалов. Показана возможность использования боратов Индерского месторождения РК в качестве борсодержащего компонента при получении композиционных материалов методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза.

Библиографические ссылки

(1) Самсонов Г.В., Серебрякова Г.Н., Неронов В.А. Бориды. М.: Атомиздат, 1975. 376 с.

(2) Нечепуренко А.С., Кнышев Э.А. Свойства композиционных материалов на основе боридов металлов, полученных методом СВС. В сб.: Проблемы технологического горения. Черноголовка, 1981.

(3) Дияров М.Д., Каличева Д.А., Мещеряков С.В. Природные богатства Индера и их использование. Алма-Ата: Наука, 1981. 102 с.

(4) Фридман С.Э., Щербаков О.К., Еремин Н.Я. Основы обогащения руд и углей и окускования концентратов. М.: Недра, 1991. С. 139–166.

(5) Справочник. Технологическая оценка минерального сырья. Методы исследования / под ред. Остапенко П.Е. М.: Недра, 1990. 240 с.

(6) Позин М.Е. Технология минеральных солей. М.: Недра, 1973. 396 с.

(7) Левашов Е., Рогачев А.С., Курбаткина В.В., Максимов Ю.М., Юхвид В.Ю. Перспективные материалы и технологии самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. М., 2011. 378 с.

(8) Mansurov Z.A., Abdulkarimova R.G., Mofa N.N., Umarova N.K., Shabanova T.A. SHS of Composite Ceramics from Mechanochemically Treated and Thermally Carbonized SiO2 Powders. International Journal of Self-Propagating High-Temperature Synthesis, 2007, Vol. 16, No. 4, P. 213–217.

(9) Demircan U., Derin B., Yucel O. Effect of HCl concentration on TiB2 separation from a self-propagating high-temperature synthesis (SHS) product. Materials Research Bulletin, 2007, Vol. 42, P. 312–318.

(10) Фундаментальные основы механической активации, механосинтеза и механохимических технологий / под ред. Е.Г. Аввакумова. Новосибирск: Наука, 2009. 342 с.

(11) Корчагин М.А., Григорьева Т.Ф., Бохонов Б.Б., Шарафутдинов А.П., Баринова, Ляхов Н.З. Твердофазный режим горения в механически активированных СВС-системах. 1. Влияние продолжительности механической активации на характеристики процесса и состав продуктов горения. Физика горения и взрыва, 2003, Т. 39, № 1, С. 51–68.