АннотацияОб авторахСписок литературы
Показано значение исследования микроструктуры керамических материалов для управления процессами спекания, обеспечивающими требуемые эксплуатационные характеристики керамических масс. Отмечена информативность сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) при проведении порометрического структурного анализа строительных материалов. Приведены физические принципы, обеспечивающие высокое разрешение электронной микроскопии, и характеристики различных оптических систем, используемых в микроскопических методах исследования. Исследованы образцы, приготовленные на современном оборудовании с нанесением токопроводящего слоя на их поверхность, проведены СЭМ и энергодисперсионная спектроскопия (ЭДС) при помощи электронного микроскопа марки KYKY EM 6900. Изучена микроструктура и особенности порового пространства керамических материалов на основе золы-уноса ТЭС. Описан поэтапный порядок постановки и проведения экспериментов, включающий исследование матричной структуры при различных пределах разрешения микроскопа, исследование поровой микроструктуры ядер матричного композита и элементного состава сканируемой поверхности образца. Представлена суммарная концентрация элементов спектра ЭДС-карты керамического образца на основе золы-уноса. Описаны результаты проведенных исследований методами СЭМ, указывающие на особенности формирования матричной структуры керамического композита с образованием граничного слоя, образующего переходную зону между матрицей и ядром композиционного материала, а также особенности формирования волокнистой структуры порового пространства ядер с беспорядочным расположением волокон и обилием воздушных промежутков между ними.
А.Ю. СТОЛБОУШКИН1, д-р техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Е.В. ИСТЕРИН1, инженер, преподаватель-исследователь (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
О.А. ФОМИНА2, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)
Е.В. ИСТЕРИН1, инженер, преподаватель-исследователь (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
О.А. ФОМИНА2, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)
1 Сибирский государственный индустриальный университет (654007, Кемеровская обл. – Кузбасс, г. Новокузнецк, ул. Кирова, 42)
2 Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (101990, Москва, Малый Харитоньевский пер., 4)
1. Патент РФ № 2835396. Сырьевая смесь для изготовления стеновых керамических материалов и способ их получения / Столбоушкин А.Ю., Истерин Е.В., Фомина О.А. Заявл. 10.07.2024. Опубл. 25.02.2025. EDN: NMYUME
2. Mecholsky J.J. Evaluation of mechanical property testing methods for ceramic matrix composites // American society-bulletin. 1986. Vol. 65. No. 2, pp. 315–322.
3. Абдрахимова Е.С., Абдрахимов В.З. К вопросу использования алюмосодержащего нанотехногенного сырья в производстве керамических композиционных материалов // Материаловедение. 2014. № 12. С. 44–52. EDN: TBSJBL
4. Абдрахимов В.З., Абдрахимова Е.С. Керамические стеновые материалы на основе обожженного шлама щелочного травления алюминия и межсланцевой глины // Экология промышленного производства. 2015. № 3 (91). С. 8–11. EDN: UYCGQB
5. Стороженко Г.И., Себелев И.М., Симонов П.А. Производство стеновой (фасадной и эффективной) керамики на основе механоактивированных лессовых суглинков // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2023. № 10 (778). С. 21–34. EDN: CHIIFV.
https://doi.org/10.32683/0536-1052-2023-778-10-21-34
6. Guryeva V.A., Doroshin A.V., Dubineckij V.V. Ceramic bricks of semi-dry pressing with the use of fusible loams and non-traditional mineral raw materials // Solid State Phenomena. 2020. Vol. 299, pp. 252–257. EDN: UMPXJB.
https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/SSP.299.252
7. Suvorova O.V., Selivanova E.A., Mikhailova J.A., Masloboev V.A., Makarov D.V. Ceramic products from mining and metallurgical waste // Applied Sciences (Switzerland). 2020. Vol. 10. No. 10. 3515. EDN: TGQQOY. https://doi.org/10.3390/app10103515
8. Столбоушкин А.Ю., Бердов Г.И., Верещагин В.И., Фомина О.А. Керамические стеновые материалы матричной структуры на основе неспекающегося малопластичного техногенного и природного сырья // Строительные материалы. 2016. № 8. С. 19–23. EDN: WMSBOR
9. Тотурбиев Б.Д., Мамаев С.А., Тотурбиев А.Б. Низкообжиговая, энергосберегающая, экологически безопасная технология производства керамических материалов на основе глинистых сланцев // Геология и геофизика Юга России. 2022. Т. 12. № 1. С. 148–161. EDN: DSUZVE. https://doi.org/10.46698/VNC.2022.45.82.011
10. Власов В.А., Скрипникова Н.К., Семеновых М.А., Волокитин О.Г., Шеховцов В.В. Стеновые керамические материалы с использованием техногенного железосодержащего сырья // Строительные материалы. 2020. № 8. С. 33–37. EDN: LNTWYG. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2020-783-8-33-37
11. Ильина Л.В., Тацки Л.Н., Ульянова О.В. Модифи-цирование низкокачественного глинистого сырья гелем нанокремнезема и его влияние на свойства керамического черепка // Строительство и реконструкция. 2022. № 1 (99). С. 120–133. EDN: UBPYZC. https://doi.org/10.33979/2073-7416-2022-99-1-120-133
12. Котляр В.Д., Козлов А.В., Животков О.И., Козлов Г.А. Силикатный кирпич на основе зольных микросфер и извести // Строительные материалы. 2018. № 9. С. 17–21. EDN: XZJALZ. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2018-763-9-17-21
13. Бут Т.С., Виноградов Б.Н., Гаврилова Т.И., Горшков В.С., Долгополов Н.Н., Мягкова М.А., Сироткина Н.Л., Фадеева В.С. Современные методы исследования строительных материалов. М.: Госстройиздат, 1962. 238 с.
14. Manual of Symbols and Terminology // Pure and Applied Chemistry. 1972. Vol. 31. P. 577.
15. Карнаухов А.П. Адсорбция. Текстура дисперсных и пористых материалов. Новосибирск: Наука, 1999. 470 с.
16. Технологическая оценка минерального сырья. Опробование месторождений. Характеристика сырья: Справочник / Под ред. П.Е. Остапенко. М.: Недра, 1990. 272 с.
17. Яковлев В.В., Кузьмин С.В., Гильмутдинов И.Ф., Никитин О.Н. Особенности применения методов сканирующей электронной микроскопии и электронно-зондового рентгеноспектрального микроанализа при исследовании радиоактивных материалов. Сборник трудов АО «ГНЦ НИИАР». Димитровград, 2023. С. 3–11. EDN: FNERPC
18. Столбоушкин А.Ю., Истерин Е.В. Исследование золы-уноса Западно-Сибирской ТЭС как потенциального сырья для получения керамики. Качество. Технологии. Инновации: Материалы VI международной научно-практической конференции. Новосибирск. 2023. С. 96–103. EDN: PXPAPA
19. Столбоушкин А.Ю., Истерин Е.В., Фомина О.А. Использование отходов теплоэнергетики для снижения средней плотности стеновых керамических материалов с матричной структурой // Строительные материалы. 2024. № 4. С. 13–19. EDN: TPRBIP. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2024-823-4-13-19
2. Mecholsky J.J. Evaluation of mechanical property testing methods for ceramic matrix composites // American society-bulletin. 1986. Vol. 65. No. 2, pp. 315–322.
3. Абдрахимова Е.С., Абдрахимов В.З. К вопросу использования алюмосодержащего нанотехногенного сырья в производстве керамических композиционных материалов // Материаловедение. 2014. № 12. С. 44–52. EDN: TBSJBL
4. Абдрахимов В.З., Абдрахимова Е.С. Керамические стеновые материалы на основе обожженного шлама щелочного травления алюминия и межсланцевой глины // Экология промышленного производства. 2015. № 3 (91). С. 8–11. EDN: UYCGQB
5. Стороженко Г.И., Себелев И.М., Симонов П.А. Производство стеновой (фасадной и эффективной) керамики на основе механоактивированных лессовых суглинков // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2023. № 10 (778). С. 21–34. EDN: CHIIFV.
https://doi.org/10.32683/0536-1052-2023-778-10-21-34
6. Guryeva V.A., Doroshin A.V., Dubineckij V.V. Ceramic bricks of semi-dry pressing with the use of fusible loams and non-traditional mineral raw materials // Solid State Phenomena. 2020. Vol. 299, pp. 252–257. EDN: UMPXJB.
https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/SSP.299.252
7. Suvorova O.V., Selivanova E.A., Mikhailova J.A., Masloboev V.A., Makarov D.V. Ceramic products from mining and metallurgical waste // Applied Sciences (Switzerland). 2020. Vol. 10. No. 10. 3515. EDN: TGQQOY. https://doi.org/10.3390/app10103515
8. Столбоушкин А.Ю., Бердов Г.И., Верещагин В.И., Фомина О.А. Керамические стеновые материалы матричной структуры на основе неспекающегося малопластичного техногенного и природного сырья // Строительные материалы. 2016. № 8. С. 19–23. EDN: WMSBOR
9. Тотурбиев Б.Д., Мамаев С.А., Тотурбиев А.Б. Низкообжиговая, энергосберегающая, экологически безопасная технология производства керамических материалов на основе глинистых сланцев // Геология и геофизика Юга России. 2022. Т. 12. № 1. С. 148–161. EDN: DSUZVE. https://doi.org/10.46698/VNC.2022.45.82.011
10. Власов В.А., Скрипникова Н.К., Семеновых М.А., Волокитин О.Г., Шеховцов В.В. Стеновые керамические материалы с использованием техногенного железосодержащего сырья // Строительные материалы. 2020. № 8. С. 33–37. EDN: LNTWYG. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2020-783-8-33-37
11. Ильина Л.В., Тацки Л.Н., Ульянова О.В. Модифи-цирование низкокачественного глинистого сырья гелем нанокремнезема и его влияние на свойства керамического черепка // Строительство и реконструкция. 2022. № 1 (99). С. 120–133. EDN: UBPYZC. https://doi.org/10.33979/2073-7416-2022-99-1-120-133
12. Котляр В.Д., Козлов А.В., Животков О.И., Козлов Г.А. Силикатный кирпич на основе зольных микросфер и извести // Строительные материалы. 2018. № 9. С. 17–21. EDN: XZJALZ. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2018-763-9-17-21
13. Бут Т.С., Виноградов Б.Н., Гаврилова Т.И., Горшков В.С., Долгополов Н.Н., Мягкова М.А., Сироткина Н.Л., Фадеева В.С. Современные методы исследования строительных материалов. М.: Госстройиздат, 1962. 238 с.
14. Manual of Symbols and Terminology // Pure and Applied Chemistry. 1972. Vol. 31. P. 577.
15. Карнаухов А.П. Адсорбция. Текстура дисперсных и пористых материалов. Новосибирск: Наука, 1999. 470 с.
16. Технологическая оценка минерального сырья. Опробование месторождений. Характеристика сырья: Справочник / Под ред. П.Е. Остапенко. М.: Недра, 1990. 272 с.
17. Яковлев В.В., Кузьмин С.В., Гильмутдинов И.Ф., Никитин О.Н. Особенности применения методов сканирующей электронной микроскопии и электронно-зондового рентгеноспектрального микроанализа при исследовании радиоактивных материалов. Сборник трудов АО «ГНЦ НИИАР». Димитровград, 2023. С. 3–11. EDN: FNERPC
18. Столбоушкин А.Ю., Истерин Е.В. Исследование золы-уноса Западно-Сибирской ТЭС как потенциального сырья для получения керамики. Качество. Технологии. Инновации: Материалы VI международной научно-практической конференции. Новосибирск. 2023. С. 96–103. EDN: PXPAPA
19. Столбоушкин А.Ю., Истерин Е.В., Фомина О.А. Использование отходов теплоэнергетики для снижения средней плотности стеновых керамических материалов с матричной структурой // Строительные материалы. 2024. № 4. С. 13–19. EDN: TPRBIP. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2024-823-4-13-19
Для цитирования: Столбоушкин А.Ю., Истерин Е.В., Фомина О.А. Электронная микроскопия керамических материалов на основе золы-уноса ТЭС // Строительные материалы. 2025. № 4. С. 5–14. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2025-834-4-5-14