Керамические материалы низкотемпературного спекания из природных и техногенных пород Республики Тыва

За рубежом активно занимаются холодным спеканием материалов, в том числе керамических, представляющим собой механически и термически обусловленный процесс массопереноса, который позволяет осуществлять низкотемпературную интеграцию различных материалов. В работе представлены результаты исследований по низкотемпературному спеканию и оптимизации режимов обжига керамических материалов за счет введения в состав шихты из природных и техногенных пород Республики Тыва комплекса солей c температурой ликвидуса 825^оС. Определены оптимальные концентрации солесодержащих добавок в керамической массе, оказывающих влияющие на обжиговые свойства получаемых материалов. Установлено, что введение комплекса солей в керамическую шихту способствует более раннему спеканию камня и получению качественной стеновой керамики при более низкой температуре, что приводит к снижению затрат энергии при обжиге изделий.

Г.И. СТОРОЖЕНКО¹, д-р техн. наук, доцент (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
Т.В. САПЕЛКИНА², младший научный сотрудник (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
Т.Е. ШОЕВА¹, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
И.М. СЕБЕЛЕВ¹, д-р техн. наук, доцент (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

¹ Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет (Сибстрин) (630008, Новосибирск, ул. Ленинградская, 113)
² Тувинский институт комплексного освоения природных ресурсов СО РАН (667007, Республика Тыва, г. Кызыл, ул. Интернациональная, 117А)

1. Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям производства керамических изделий ИТС 4–2023. М.: ГТЦ, 2023. 368 с.
1. On the approval of the Information and Technical Handbook on the best available technologies «Production of ceramic products.» ITS 4-2023. Moscow: GTC. 2023. 368 p. (In Russian).
2. Шишакина О.А., Паламарчук А.А. Применение плавней в производстве керамических материалов // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2019. № 11. С. 105–109.
2. Shishakina O.A., Palamarchuk A.A. Application of fluxes in the production of ceramic materials. Mezhdunarodnyy zhurnal prikladnykh i fundamental’nykh issledovaniy. 2019. No. 11, pp. 105–109. (In Russian).
3. Гурьева В.А., Дубинецкий В.В., Вдовин К М., Бутримова Н.В. Стеновая керамика на основе высококальцинированного сырья Оренбуржья // Строительные материалы. 2016. № 12. С. 55–58.
3. Gurieva V.A., Dubinetskiy V.V., Vdovin K.M., Butrimova N.V. Wall ceramic on the basis of highly calcined raw materials of Orenburzhye. Stroitel’nye materialy [Construction Materials]. 2016. No. 12, pp. 55–58. (In Russian).
4. Яценко Н.Д., Вильбицкая Н.А., Яценко А.И. Особенности формирования фазового состава и свойств высококальциевой низкоплотной керамики на основе глинистого сырья различного химико-минералогического состава // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Сер.: Технические науки. 2021. № 2. С. 75–80. https://doi.org/10.17213/1560-3644-2021-2-75-80
4. Yatsenko N.D., Vilbitskaya N.A., Yatsenko A.I. Features of the formation of the phase composition and properties of high-calcium low-density ceramics based on clay raw materials of various chemical and mineralogical composition. Izvestiya of higher educational institutions. North Caucasian region. Series: Technical sciences. 2021. No. 2 (210), pp. 75–80. (In Russian). https://doi.org/10.17213/1560-3644-2021-2-75-80
5. Довженко И.Г. Интенсификация спекания керамического кирпича с применением побочного продукта алюминиевого производства // Фундаменталь-ные исследования. 2011. № 12 (2). С. 341–344. https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=29085
5. Dovzhenko I.G. Intensification of agglomeration of ceramic brick with application of the waste of aluminium manufacture. Fundamental’nye issledovaniya. 2011. No. 12 (2), pp. 341–344. (In Russian). https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=29085
6. Стороженко Г.И. Технология производства изделий стеновой керамики из активированного глинистого сырья: Дис. … д-ра техн. наук. Томск, 2000. 231 с.
6. Storozhenko G.I. Technology for the production of wall ceramic products from activated clay raw materials. Diss. Doc. (Engineering). Tomsk. 2000. 231 p. (In Russian).
7. Кара-Сал Б.К. Керамические строительные материалы, полученные обжигом при пониженном давлении (технология, структура и свойства): Дис. … д-ра техн. наук. Новосибирск, 2007. 307 с.
7. Kara-Sal B.K. Ceramic building materials obtained by firing at reduced pressure (technology, structure and properties). Diss. Doc. (Engineering). Novosibirsk. 2007. 307 p. (In Russian).
8. Курносов В.В., Тихонова В.Р. Колпаковая печь – универсальный агрегат для обжига керамики // Строительные материалы. 2023. № 5. С. 48–52. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2023-813-5-48-52
8. Kurnosov V.V., Tihonova V.R. Hood furnace – universal unit for burning ceramics. Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2023. No. 5, pp. 48–52. (In Russian). https://doi.org/10.31659/0585-430X-2023-813-5-48-52
9. Biesuz M., Saunders T.G., Grasso S., Speranza G., Sorarù G.D., Campostrini R., Sglavo V.M., Reece M.J. Flash joining of conductive ceramics in a few seconds by flash spark plasma sintering. Journal of the European Ceramic Society. 2019. Vol. 39. Iss. 15, pp. 4664–4672 https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2019.07.036
10. Guo J., Floyd R., Lowum S., Maria J.-P., Beauvoir T.H., Seo J.-H., Randall C.A. Cold sintering: progress, challenges, and future opportunities. Annual Review of Materials Research. 2019. Vol. 49. No. 7, pp. 275–295. https://doi.org/10.1146/annurev-matsci-070218-010041
11. Galota A., Sglavo V.M. The cold sintering process: A review on processing features, densification mechanisms and perspectives. Journal of the European Ceramic Society. 2021. Vol. 41. No. 9, pp. 1–17. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2021.09.024
12. Grasso S., Biesuz M., Zoli L., Taveri G., Duff A.I., Ke D., Jiang A., Reece M.J. A review of cold sintering processes. Advances in Applied Ceramics. 2020. Vol. 119, No. 1, pp. 115–143.
http://dx.doi.org/10.1080/17436753.2019.1706825
13. Guo H., Baker A., Guo J., Randall C.A. Cold sintering process: A novel technique for low-temperature ceramic processing of ferroelectrics. Journal American Ceramic Society. 2016. Vol. 99. No. 11, pp. 3489–3507. https://doi.org/10.1111/jace.14554
14. Rowe J.J., Morey G.W., Zen C.S. The quinary reciprocal salt system Na, K, Mg, Ca/Cl, SO₄; a review of the literature with new data. Washington: united states government printing office, 1972. 37 p. https://pubs.usgs.gov/pp/0741/report.pdf