vestniktgasuВестник Томского государственного архитектурно-строительного университетаVestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. JOURNAL of Construction and Architecture1607-18592310-0044Tomsk State University of Architecture and Building10.31675/1607-1859-2021-23-5-86-92vestniktgasu-1081Research ArticleСТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯCONSTRUCTION MATERIALS AND PRODUCTSПлазменный метод получения стеклокристаллических материаловPlasma-assisted production of glass-ceramic materialsШеховцовВ. В.ShekhovtsovV. V.

Шеховцов Валентин Валерьевич, канд. техн. наук

634003, г. Томск, пл. Соляная, 2

Valentin V. Shekhovtsov, PhD, Assistant Lecturer

2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk

shehovcov2010@yandex.ruСкрипниковаН. К.SkripnikovaN. K.

Скрипникова Нелли Карповна, докт. техн. наук, профессор

634003, г. Томск, пл. Соляная, 2

Nelli K. Skripnikova, DSc, Professor

2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk

nks2003@mail.ruСеменовыхМ. А.SemenovykhM. A.

Семеновых Марк Андреевич, аспирант

634003, г. Томск, пл. Соляная, 2

Mark A. Semenovykh, Research Assistant

2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk

semenovykhmark@gmail.comБакшанскийР. Ю.BakshanskiiR. Yu.

Бакшанский Роман Юрьевич, студент

634003, г. Томск, пл. Соляная, 2

Roman Yu. Bakshanskii, Student

2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk

rbakshanskiy@mail.ruТомский государственный архитектурно-строительный университетРоссияTomsk State University of Architecture and BuildingRussian Federation2021261020212358692Copyright © Шеховцов В.В., Скрипникова Н.К., Семеновых М.А., Бакшанский Р.Ю., 20212021Шеховцов В.В., Скрипникова Н.К., Семеновых М.А., Бакшанский Р.Ю.Shekhovtsov V.V., Skripnikova N.K., Semenovykh M.A., Bakshanskii R.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.tsuab.ru/jour/article/view/1081

В работе представлены результаты экспериментальных исследований по получению стеклокристаллических материалов с использованием энергии низкотемпературной плазмы.

Установлены зависимости изменения основных физико-механических характеристик (прочность на изгиб/сжатие, плотность, тепловой коэффициент линейного расширения) готовых изделий от состава компонентных шихт.

Обнаружено формирование центров собирательной рекристаллизации анортитовой фазы (CaAl2Si2O8). Данные включения хаотично расположены на поверхности продуктов плавления и напоминают дендритные микровключения, размер центров достигает 90 нм.

Проведено сравнение характеристик со стеклокристаллическими материалами, получаемыми по традиционным технологиям.

The paper presents the experimental results of the plasma-assisted production of glass-ceramic materials. The dependences are suggested for the main physical and mechanical properties (flexural and compressive strengths, density, thermal expansion coefficient) of the end products and the mixture components. The accumulative recrystallization centers of the anorthite phase are detected. The inclusions of this phase randomly locate on the surface of the melting products and resemble dendritic microinclusions up to 90 nm in size. The properties of the glass-ceramic materials are described using conventional techniques.

стеклокристаллические материалыплазматехногенные отходырекристаллизация анортитовой фазыglass-ceramic materialsplasmaindustrial wasteaccumulative recrystallizationРабота выполнена при поддержке государственного задания Министерства науки и высшего образования РФ FEMN-2020-0004.ReferencesKuczek J., Sułowska J., Lach R., Szumera M. The glass formation and crystallization studies on iron phosphate–silicate glasses // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 2019. V. 138. P. 1953–1964.Kuczek J., Sułowska J., Lach R., Szumera M. The glass formation and crystallization studies on iron phosphate–silicate glasses. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 2019. V. 138, Pp. 1953–1964.Sarkar K., Rai P.K., Kumar Katiyar P., Banerjee A., Mondal K. Composite (glass+crystalline) coatings from blast furnace pig iron by high velocity oxy-fuel (HVOF) process and their electrochemical behavior // Surface and Coatings Technology. 2019. V. 372. P. 72–83.Sarkar K., Rai P.K., Kumar Katiyar P., Banerjee A., Mondal K. Composite (glass+crystalline) coatings from blast furnace pig iron by high velocity oxy-fuel (HVOF) process and their electrochemical behavior. Surface and Coatings Technology. 2019. V. 372. Pp. 72–83.Savvova O.V., Topchyi V.L., Babich O.V., Belyakov R.O. Effect of the structure of lithium-silicate glasses on the mechanical properties of transparent glass-ceramic materials // Strength of materials. 2018. V. 50. № 6. P. 874–879.Savvova O.V., Topchyi V.L., Babich O.V., Belyakov R.O. Effect of the structure of lithium-silicate glasses on the mechanical properties of transparent glass-ceramic materials. Strength of Materials. 2018. V. 50. No. 6. Pp. 874–879.Мананков А.В., Гасанова Э.Р. Исследование зависимости физико-химических и теплофизических свойств стеклокристаллических материалов от их состава // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2018. № 1. С. 175–186.Manankov A.V., Gasanova E.R. Issledovanie zavisimosti fizikokhimicheskikh i teplofizicheskikh svoistv steklokristallicheskikh materialov ot ikh sostava [Physicochemical and thermophysical properties of glass-ceramic materials depending on their composition]. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta – Journal of Construction and Architecture. 2018. V. 20. No. 1. Pp. 175–186. (rus)Кудяков А.И., Апкарьян А.С. Технология гранулированного стеклокристаллического материала для теплоизоляции ограждающих конструкций чердачного перекрытия // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2015. № 1. С. 132–139.Kudyakov A.I., Apkaryan A.S. Tekhnologiya granulirovannogo steklokristallicheskogo materiala dlya teploizolyatsii ograzhdayushchikh konstruktsiy cherdachnogo perekrytiya [Granular glass-ceramic material production for heat insulation of attic floor]. Vestnik of Tomsk State University of Architecture and Building. 2015. No. 1. Pp. 132–139. (rus)Казьмина О.В., Верещагин В.И., Семухин Б.С. Структура и прочность пеностеклокристаллических материалов из низкотемпературного стеклогранулята // Физика и химия стекла. 2011. Т. 37. № 4. С. 501–509.Kazmina O.V., Vereshchagin V.I., Semukhin B.S. Struktura i prochnost' penosteklokristallicheskikh materialov iz nizkotemperaturnogo steklogranulyata [Structure and strength of foam glass-ceramic materials made of low-temperature quenched cullet]. Fizika i khimiya stekla. 2011. V. 37. No. 4. Pp. 501–509. (rus)Волокитин О.Г., Шеремет М.А., Шеховцов В.В., Бондарева Н.С., Кузьмин В.И. Исследование режимов конвективного теплопереноса при получении высокотемпературных силикатных расплавов // Теплофизика и аэромеханика. 2016. Т. 23. № 5. С. 789–800.Volokitin O.G., Sheremet M.A., Shekhovtsov V.V., Bondareva N.S., Kuzmin V.I. Issledovaniye rezhimov konvektivnogo teploperenosa pri poluchenii vysokotemperaturnykh silikatnykh rasplavov [Modes of convective heat transfer in high-temperature silicate melt production]. Teplofizika i aeromekhanika. 2016. V. 23. No. 5. Pp. 789–800. (rus)Волокитин О.Г., Шеховцов В.В. Перспективы использования низкотемпературной плазмы в строительстве и архитектуре // Физика и химия стекла. 2018. Т. 44. № 3. С. 324–327.Volokitin O.G., Shekhovtsov V.V. Perspektivy ispol'zovaniya nizkotemperaturnoy plazmy v stroitel'stve i arkhitekture [Low-temperature plasma in construction and architecture]. Fizika i khimiya stekla. 2018. V. 44. No. 3. Pp. 324–327. (rus)Волокитин О.Г., Шеховцов В.В. Процессы получения силикатных расплавов и материалов на их основе в низкотемпературной плазме // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2017. Т. 60. № 1. С. 144–148.Volokitin O.G., Shekhovtsov V.V. Protsessy polucheniya silikatnykh rasplavov i materialov na ikh osnove v nizkotemperaturnoi plazme [Silicate melts and materials produced therefrom using low-temperature plasma]. Vestnik of Tomsk State University of Architecture and Building. 2017. V. 60. No 1. Pp. 144−148. (rus)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.