RTU Research Information System
Latviešu English

Publikācija: Influence of the Synthesis Conditions and Additives on the Properties and Structure of Porous High Temperature Ceramics

Publication Type Doctoral Thesis
Funding for basic activity Unknown
Defending: 27.05.2015 14:30, RTU, Paula Valdena ielā 3, Materiālzinātnes un lietišķās ķīmijas fakultātes konferenču zālē (272.telpa)
Publication language Latvian (lv)
Title in original language Sintēzes apstākļu un leģējošo piedevu ietekme uz porainas augsttemperatūras keramikas īpašībām un struktūru
Title in English Influence of the Synthesis Conditions and Additives on the Properties and Structure of Porous High Temperature Ceramics
Field of research 2. Engineering and technology
Sub-field of research 2.5 Materials engineering
Authors Ludmila Mahņicka-Goremikina
Keywords Poraina mullīta keramika, leģējošās piedevas, volframa oksīds, metālu oksīdi, siltumvadāmība
Abstract Promocijas darbs veltīts sintēzes apstākļu un leģējošo piedevu ietekmes izpētei uz porainas augsttemperatūras keramikas īpašībām un struktūru. Augsti poraina mullīta keramika izgatavota ar koncentrētas suspensijas liešanas metodi. Par poras veidojošo aģentu tiek izmantota alumīnija pasta, kas bāziskā vidē, reaģējot ar ūdeni, veido ūdeņradi. Noteikti mullīta keramikas īpašību uzlabošanu ietekmējošie faktori, piem., apdedzināšanas temperatūras, leģējošo piedevu izmantošana u.c. Novērtēta sintēzes temperatūru un izmaksu samazināšanas iespēja, daļēji aizvietojot dārgākus Al2O3 un SiO2 ar lētāko kaolīnu, kā arī izmantojot leģējošās piedevas t.i., metālu oksīdus, tādus kā ar MgO daļēji stabilizēts ZrO2, WO3 un MgO. Sintezētas porainas mullīta keramikas īpašību noteikšanai izmantotas mūsdienu metodes un iekārtas, tādas kā augstas izšķirtspējas lauka emisijas zema vakuuma elektronu mikroskops „FEI Nova NanoSEM 650”, dzīvsudraba porozimetrs „Pore Master 33 Quantachrome Instruments”, akustiskā sistēma „Buzz-O-Sonic 5,0” elastības moduļa noteikšanai, diferenciāli termiskajai analīzei pielietots derivatogrāfs „SETSYS Evolution TGA-DTA/TMA SETARAM (1750oC)” u.c. Parādīts, ka mullīta fāzes veidošanās process ir stipri atšķirīgs atkarībā no leģējošā metālu oksīda klātbūtnes dažādās temperatūrās apdedzinātiem sastāviem. Noteikts, ka siltumvadāmība ir atkarīga no keramikas materiāla porainības, poru izmēra sadalījuma un leģējošās piedevas. Noskaidrots, ka WO3 kā leģējošas piedevas izmantošana ietekmē keramikas sintēzes procesus un keramikas īpašības, rada iespēju sintezēt augsti porainu siltumizolējošu un vienlaicīgi termiskā trieciena izturīgu mullīta keramiku.
Abstract in English The thesis presents an innovative method to reduce the cost and synthesis temperature of highly porous mullite ceramics. The author researches the use of different doping additives to change the properties and structure of high temperature ceramics. The highly porous mullite ceramics are formed by slip casting method of concentrated suspension. Aluminium paste is used as pore forming agent, which after reaction with water in alkaline medium, forms hydrogen gas. The change in characteristics was achieved by partial replacement of expensive Al2O3 and SiO2 with cheaper kaolin, as well as use of metal oxide doping additives, such as MgO partially stabilized ZrO2, WO3 and MgO. High-resolution field emission low vacuum electron microscope "FEI Nova NanoSEM 650", mercury porosimeter "Pore Master 33 Quantachrome Instrument", acoustic system "Buzz-O-Sonic 5.0", differential thermal analysis and derivatograph "SETSYS Evolution TGA-DTA/TMA SETARAM (1750oC)" and others were used to define the properties of synthesised porous mullite ceramic. The results show that the presence of the doping metal oxides significantly alters the process of mullite phase formation in compositions after sintering at the various temperatures. Thermal conductivity depends on the porosity of the ceramic material, pore size distribution and doping additives. WO3 as a doping additive changes the processes of ceramics’ synthesis and the properties of ceramics, makes it possible to synthesise the highly porous mullite heat insulation ceramics with high thermal shock resistance.
Reference Mahņicka-Goremikina, Ludmila. Influence of the Synthesis Conditions and Additives on the Properties and Structure of Porous High Temperature Ceramics. PhD Thesis. Rīga: [RTU], 2015. 136 p.
Full-text Full-text
Summary in English Summary in English
ID 20334