Particulars of Microstructure Formation in Clinker Ceramic

Представленi результати комплексних дослiджень, спрямованих на розробку рецептурно-технологiчних параметрiв отримання об'ємно забарвлених клiнкерних керамiчних матерiалiв широкої кольорової гами. Доведена можливiсть отримання керамiчного клiнкеру при використаннi полiмiнеральної глинистої сировини за температури 1,000 °С. Показана доцiльнiсть замiни у складi мас високовартiсних керамiчних пiгментiв техногенними матерiалами, що мiстять оксиди металiв змiнної валентностi: вiдходами видобування лужно-земельних сiєнiтiв, збагачення пегматитiв та виробництва феротитанових сплавiв. Це вiдкриває перспективи для зниження собiвартостi виробництва клiнкерних керамiчних виробiв. Дослiджено вплив складу сировинних композицiй на процеси кольоро-та фазоутворення керамiчного клiнкеру залежно вiд характеру пiчної атмосфери. Встановлено, що забарвлення клiнкерної керамiки в коричневий колiр в умовах окислювального випалу обумовлено наявнiстю фаз гематиту α-Fe 2 O 3 та Mn 2 O 3. При випалi у вiдновлювальному середовищi вироби набувають кольору вiд темно-коричневого до чорного за рахунок утворення магнетиту Fe 3 O 4 та гаусманiту Mn 3 O 4. Теракотовий колiр виробiв обумовлений наявнiстю фаз гематиту та геденбергiту CaFeSi 2 O 6. Умовою отримання клiнкерної керамiки жовтого кольору є обмеження у складi вмiсту Fe 2 O 3 до 3 мас. % та наявнiсть рутилової фази TiO 2. Проiлюстровано вплив на характеристики колiрностi клiнкерної керамiки сумарного вмiсту оксидiв металiв змiнної валентностi Σ(Fe 2 O 3 +FeO+MnO+Mn 3 O 4). Визначено спiввiдношення фазоутворюючих оксидiв (Fe 2 O 3 +Mn 2 O 3)/(FeO+Mn 3 O 4), Fe 2 O 3 / (Al 2 O 3 +CaO) i TiO 2 /(Al 2 O 3 +CaO) та встановленi межi їх варiювання, що забезпечують формування кольоротвiрних фаз, вiдповiдальних за отримання виробiв бажаного кольору в умовах окислювального i вiдновлювального випалу Ключовi слова: клiнкернi керамiчнi матерiали, полiмiнеральнi глини, техногеннi матерiали, iнтенсифiкатори спiкання, кольоротвiрнi фази

Section: Literature Review and Problem Statementmentioning

confidence: 99%

Studying the physicochemical regularities in the color- and phase formation processes of clinker ceramic materials

Fedorenko

Prysiazhna

Petrov

et al. 2018

“…At the stage of annealing, feldspar minerals typically take a role of marsh [18]. However, the samples show that the grains of minerals are only slightly melted as a result of insufficiently high temperature during ceramics annealing.…”

Section: Discussion Of Results Of Studying the Relationship Between Mmentioning

confidence: 97%

“…Sample No. 1 of the ordinary ceramic brick is quite loose, contains a small amount of the glass-like phase, which typically must bind well the thermally modified clay and stonelike particles [18]. There is a heterogeneity of structure in the outer layer and inside the product, which could arise at the incomplete agitation of the bulk, insufficient temperature or duration of annealing.…”

Section: Discussion Of Results Of Studying the Relationship Between Mmentioning

confidence: 99%

“…This is due to that sherd No. 7 relates to the clinker ceramics, which is why during formation of the structure in the course of annealing it is required to achieve high strength and low water absorption of a material (4-6 %) [18]. The source of the glass phase in a given sherd is fusible clay, as well as the feldspar minerals and grains of artificial marsh.…”

Section: Discussion Of Results Of Studying the Relationship Between Mmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Analysis of the interaction between properties and microstructure of construction ceramics

Khomenko

Sribniak

Dushyn

et al. 2018

Визначено основні властивості керамічної цегли різного призначення. Досліджено мікроструктуру та фазовий склад рядової, лицьової та клінкерної цегли. Встановлено взаємозв'язок мікроструктури і фазового складу дослідних матеріалів з водопоглинанням, механічною міцністю при стисканні та морозостійкістю. Результати досліджень дали можливість визначити особливості формування керамічного черепка та пояснити фізико-хімічні процеси при спіканні. Встановлено, що рядова цегла містить переважно термічно змінену глинисту речовину з невисокою кількістю склофази. У зв'язку з зазначеним, через неповне рідкофазне спікання, рядова цегла має високі значення водопоглинання (10-14 %) при низькій міцності (7,5-12,5 МПа). Лицьова цегла має більш розвинену склофазу, яка міцно з'єднує кристалічну фазу. Остання представлена такими мінералами, як β-кварц, мікроклін, альбіт, муліт та ін. Головним завданням виробництва лицьової цегли є забезпечити оптимальну дисперсність вихідних сировинних матеріалів і досягти рівномірного розподілу мінералів по всьому об'єму виробу. Клінкерна цегла має більш складний механізм спікання, оскільки при використанні вихідної грубодисперсної маси необхідно отримати щільну однорідну структуру виробів. Головними особливостями керамічної маси є введення до її складу опіснюючих добавок, які забезпечать стійкість виробів до деформації під час випалу, і плавнів, які мають забезпечити інтенсивне рідкофазне спікання. При випалі таких виробів потрібно правильно вибрати температурно-часовий режим, який буде відповідати інтервалу спікання основного глинистого матеріалу. Це необхідно для того, щоб, з одного боку, отримати міцну щільну структуру виробу з водопоглинанням 4-5 %, а з іншого-уникнути таких видів браку, як деформація, розтріскування, «перевипал», спучування і т. д. Результати досліджень можуть бути застосовані у виробничих умовах на підприємствах галузі з метою контролю якості продукції і усунення можливих причин браку, пов'язаного з порушенням технологічного режиму виробництва Ключові слова: керамічна цегла, мікроструктура керамічного матеріалу, спікання глини, випал будівельної кераміки

“…5, a). The ceramic mass has much larger air shrinkage [19] than the engobe coating, so the semi-finished product is intensively reduced in size. The engobe with good adhesion with the raw semi-finished product begins to shrink in size along with the sample.…”

Section: Establishment Of the Most Expedient Methods For Applicatiomentioning

confidence: 99%

Development of the technology for obtaining engobed construction articles with the "antiquity" effect

Khomenko¹,

Datsenko²,

Sribniak³

et al. 2019

Розглянуто фiзико-хiмiчнi процеси, що протiкають при одержаннi ангобних покриттiв для будiвельної керамiки з декоративним ефектом «пiд давнину», запропоновано склад шихти, технологiю виготовлення та нанесення покриттiв на керамiчний вирiб. Покриття мають темний коричнево-бузьковий колiр з об'ємним ефектом свiтлої «мiнливостi». Ангоби можуть бути використанi при декоруваннi лицьової керамiчної цегли однократного випалу з витримкою при максимальнiй температурi 1070 °С. Встановлено, що для забезпечення градiєнтного об'ємного декоративного ефекту до складу ангобної шихти рекомендується вводити мiкросфери золи-винесення ТЕС у кiлькостi 3-5 %, а для насиченого коричнево-бузькового забарвлення-до 60 мас. % марганцевої руди. Для забезпечення необхiдних реологiчних показникiв ангобного шлiкеру та його високої адгезiйної здатностi, тонкiсть помелу компонентiв шихти має становити не бiльше 1 % за залишком на ситi № 0063. При цьому вологiсть шлiкеру становить 45 %, текучiсть 18 с. Встановлено механiзми протiкання усадочних процесiв ангобних покриттiв та керамiчної основи при рiзних способах нанесення ангобного шлiкеру на вирiб. Для зменшення рiзницi усадок покриття та керамiки рекомендується нанесення ангобного шлiкеру розробленого складу на висушений керамiчний напiвфабрикат. Пiсля випалу при 1070 °С вироби мають високу якiсть з показником водопоглинання покриття 5,2-5,4 % та твердiстю за шкалою Моосу ~5. Отриманi данi можуть бути застосованi при моделюваннi процесiв ангобування виробiв та розробцi складiв ангобних покриттiв. Практична цiннiсть результатiв полягає у створеннi нового виду декорованої будiвельної продукцiї, що дозоляє збiльшити ринок її збуту та пiдвищити конкурентну спроможнiсть Ключовi слова: керамiчна лицьова цегла, ангоб, декоративне покриття, водопоглинання, марганцева руда, випал будiвельної керамiки