Журнал неорганической химии, 2022, T. 67, № 8, стр. 1183-1193

Исследование особенностей процессов фазообразования в высокоглиноземистой области системы СаО–Al2О3

М. А. Трубицын a*, Л. В. Фурда a, М. Н. Япрынцев a, Н. А. Воловичева a

a Белгородский государственный национальный исследовательский университет
308015 Белгород, ул. Победы, 85, Россия

* E-mail: troubitsin@bsu.edu.ru

Поступила в редакцию 01.02.2022
После доработки 02.03.2022
Принята к публикации 09.03.2022

Аннотация

Изучены процессы фазообразования моноалюмината и диалюмината кальция в системе СаО–Al2О3 с использованием модельной порошковой смеси на основе гидроксидов алюминия и кальция в интервале температур 230–1450°C. Установлено начало образования промежуточной фазы Ca12Al14O3312А7) при 430°С. При 1100°С зафиксировано появление CaAl4O7 (CA2) и присутствие κ-Al2O3. Фаза CaAl2O4 (СА) начинает интенсивно формироваться при 1170°С. В интервале температур 1250–1400°С отмечен существенный рост содержания СА, в то время как доля СА2 практически не меняется. Окончательное формирование целевых фаз CA и CA2 происходит в течение 2 ч при 1450°С. Показано, что процесс синтеза CA и CA2 лимитируется диффузией подвижных катионов Ca2+ к ядру сферолитов, обогащенному алюминием. Методом энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии выявлено распределение фаз CA и CA2 в виде концентрических слоев.

Ключевые слова: алюминаты кальция, моноалюминат, диалюминат, твердофазное взаимодействие, диффузия ионов

Список литературы

  1. Rankin G.A., Wright E.F. // Am. J. Sci. Ser. 1915. V. 39. № 4. P. 1.

  2. Nurse R.W., Welch J.H., Majumdar A.J. // Trans. Brit. Ceram. Soc. 1965. № 64. P. 409.

  3. Торопов Н.А., Барзаковский В.П., Лапин В.В. и др. Диаграммы состояния силикатных систем. Справочник. Выпуск первый. Двойные системы. Л.: Наука, 1969. 822 с.

  4. Jerebtsov D.A., Mikhailov G.G. // Ceram. Int. 2001. V. 27. № 1. P. 25. https://doi.org/10.1016/S0272-8842(00)00037-7

  5. Rojas-Hernandez R.E., Fernando Rubio-Marcos F., José Francisco Fernandez J.F. et al. // Materials. 2021. V. 14. № 16. P. 4591. https://doi.org/10.3390/ma14164591

  6. Kargin Yu.F., Lysenkov A.S., Ivicheva S.N. et al. // Inorg. Mater. 2010. V. 46. № 7. P. 799. [Каргин Ю.Ф., Лысенков А.С., Ивичева С.Н. и др. // Неорган. материалы. 2010. Т. 46. № 7. С. 892.] https://doi.org/10.1134/S0020168510070204

  7. Кузнецова Т.В., Талабер Й. Глиноземистый цемент. М.: Стройиздат, 1988. 272 с.

  8. Parreira R.M., Andrade T.L., Luz A.P. et al. // Ceram. Int. 2016. V. 42. P. 11732. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2016.04.092

  9. Zhang D., Pan X., Yu H., Zhai Y. // J. Mater. Sci. Technol. 2015. V. 31. № 12. P. 1244. https://doi.org/10.1016/j.jmst.2015.10.012

  10. Williamson J., Glasser F. // J. Appl. Chem. 2007. V. 12. № 12. P. 535. https://doi.org/10.1002/jctb.5010121203

  11. Singh V.K., Ali M.M., Mandal U.K. // J. Am. Ceram. Soc. 1990. V. 73. P. 872. https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1990.tb05128.x

  12. Mohamed B.M., Sharp J.H. // J. Mater. Chem. 1997. V. 7. P. 1595. https://doi.org/10.1039/A700201G

  13. Rivas Mercury J.M., De Aza A.H., Pena P. // J. Eur. Ceram. Soc. 2005. V. 25. P. 3269. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2004.06.021

  14. Iftekhar Sh., Grins J., Svensson G. et al. // J. Eur. Ceram. Soc. 2008. V. 28. № 4. P. 747. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2007.08.012

  15. Parr Chr., Auvray J.M., Szepizdyn M. et al. // Refractories Worldforum. 2015. V. 7. P. 63.

  16. Pereira A.L., Reis M.A., Ferreira L. et al. // Refractories Worldforum. 2017. V. 9. P. 67.

  17. Кащеев И.Д., Михеенков М.А., Земляной К.Г. // Новые огнеупоры. 2013. № 12. С. 15. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2013-12-15-18

  18. Migal V.P., Rusakova G.V., Fedorova O.S. et al. // Refract. Ind. Ceram. 2012. V. 53. № 1. P. 4.

  19. Yang Sh., Xiao G., Ding D. et al. // Int. J. Appl. Ceram. Technol. 2018. V. 15. P. 678. https://doi.org/10.1111/ ijac.12831

  20. Yang Sh., Xiao G., Ding D. et al. // Ceram. Int. 2018. V. 44. № 6. P. 6186. https://doi.org/10.1016/J.ceramint.2018.01.003

  21. Douy A., Gervais M. // J. Am. Ceram. Soc. 2000. V. 83. № 1. P. 70. https://doi.org https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.2000.tb01150.x

  22. Kumar V., Singh V.K., Srivastava A., Kumar P.H. // J. Am. Ceram. Soc. 2015. V. 3. P. 92. https://doi.orghttps://doi.org/10.1016/j.jascer.2014.11.004

  23. Choi S.W., Hong S.H. // Mater. Sci. Eng. 2010. V. 171. № 1–3. P. 69. https://doi.orghttps://doi.org/10.1016/j.mseb.2010.03.071

  24. Amera A.A., El-Didamonya H., El-Sokkaryb T.M. et al. // Bol. Soc. Espan. Ceram. Vidr. 2020. V. 240. № 10. P. 9. https://doi.org/10.1016/j.bsecv.2020.07.006

  25. Khomidov F.G., Kadyrova Z.R., Usmanov K.L. et al. // Am. J. Interdisc. Innov. Res. 2021. V. 3. № 6. P. 69. https://doi.org/10.37547/tajiir/Volume03Issue06-11

  26. Бурлов И.Ю., Бурлов Ю.А., Кривобородов Ю.Р. // Цемент и его применение. 2002. № 6. С. 25.

  27. Krivoborodov Y., Samchenko S. // IOP Conference Series: Mater. Sci. Eng. 2019. V. 687. № 2. https://doi.org/10.1088/1757-899X/687/2/022034

  28. Yu H., Pan X., Tian Y., Tu G. // Int. J. Miner. Met. Mater. 2020. V. 27. № 7. P. 924. https://doi.org/10.1007/s12613-019-1951-1

  29. Gakia A., Perrakib Th., Kakali G. // J. Am. Ceram. Soc. 2007. V. 27. № 2–3. P. 1785. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2006.05.006

  30. Rodríguez M.A., Aguilar C.L., Aghayan M.A. // Ceram. Int. 2012. V. 38. № 1. P. 395. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2011.07.020

  31. Tian Y., Pan X., Yu H., Tu G. // J. Alloys Compd. 2016. № 670. P. 96. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2016.02.059

Дополнительные материалы отсутствуют.