Анотація до роботи:

Коцай Г.М. Проектування складів скла алюмоборосилікатної системи із металічними додатками. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.11 - технологія тугоплавких неметалічних матеріалів. Національний університет „Львівська політехніка”. Львів , 2004.

Запропоновано метод проектування складів скла алюмоборосилікатної системи за допомогою структурного параметру критерію О, який дозволяє швидко і просто оптимізувати хімічний склад скла з наперед заданими властивостями з врахуванням явища аномалії.

Досліджено процеси склоутворення та встановлена можливість покращення властивостей скла за рахунок використання металічного додатку.

Здійснено промислове впровадження боросилікатного скла із металічним додатком , проведено розрахунок економічної ефективності.

1. Запропоновано метод проектування складів скла системи R₂O-Al₂O₃-B₂O₃-SiO₂ (R₂O-Na₂O, K₂O). Особливістю цієї системи є явище алюмоборної аномалії, що значно ускладнює процес проектування скла з наперед заданими властивостями. На основі кореляційного аналізу між відомими структурними параметрами та структурно чутливими властивостями скла, наведених в літературі, запропоновано критерій О, який дозволяє швидко і просто оптимізувати хімічний склад скла з наперед заданими властивостями з врахуванням явища аномалії.

2. Встановлена ступінь залежності критерію О та властивостей від співвідношення R₂O/R₂O₃=. Так О найбільш характеризує стан системи по густині і показнику заломлення для скла з 1, а по ТКЛР для скла з <1.

3. Досліджено серію складів скла системи R₂O-Al₂O₃-B₂O₃-SiO₂ із різними значеннями критерію О від 8,02 до -1,29 мас. % та показано залежність структурно чутливих властивостей від величини та знаку О при високих значеннях коефіцієнта кореляції: n_D=f(О) з r= 0,84 та =f(О) з r= 0,97 мол.%.

4. Встановлена можливість зміни властивостей одного і того ж складу скла шляхом введення металічного додатку, основною складовою якого є дрібнодисперсний металічний алюміній. Так, введення цього додатку дозволяє змінювати значення О, а відповідно і властивості скла. В роботі проведені дослідження залежності основних властивостей від кількісного вмісту металічного додатку для легкоплавкого та тугоплавкого скла. Досліджено оптичні властивості алюмоборосилікатного скла із різним значенням критерію О в видимій області спектру, які показали, що при введенні металічного додатку та барвників можна отримувати кольорові скла з певними оптичними характеристиками.

5. За допомогою деріватографічного та рентгенофазового аналізів досліджено вплив металічного алюмінію на процес склоутворення в алюмоборосилікатних системі При цьому встановлено, що при заміні глинозему на металічний алюміній в тугоплавкому склі температура силікатоутворення зменшується майже на 85^оС, чим досягається економія палива.

6. Дослідження ІЧ-спектрів тонких плівок синтезованого скла із металічними додатками показали, що при О>0 в алюмоборосилікатних склах переважає тетраедрична координація іону бору, що і обумовлює відповідну зміну властивостей. При О<0 починає переважати потрійна координація бору, що і приводить до аномальної зміни властивостей скла.

7. На основі вивчення кристалізаційних властивостей показана можливість отримання закристалізованого скла із ступенем кристалізації в 2 та більше балів, що пов’язано не лише з несумісністю тетраедричної координації з потрійною координацією іону бору, але і з присутністю частинок не окисненого алюмінію.

8. Використання металічного додатку в шихті дозволяє пришвидшити тривалість процесу гранулювання на 30-40%, при цьому кількість води, яка іде на гранулювання потрібно в два рази менше, що дозволяє зменшити витрати тепла на випаровування вологи шихти, а також збільшити механічну міцність отриманих гранул.

Публікації автора:

1. Shevchenko V.V., Shevchenko Z.V., Kotsay G.M. The prospective use of soft glass for artistic glassmaking // J. Glass Line.-2001.-Anaheim, 2001.-V. 14, № 1. P. 1-4.

2. Коцай Г.М., Шевченко В.В. Синтез та дослідження властивостей легкотопких скел у системі R₂O-R^'₂O-B₂O₃-SiO₂ // Вісник Національного університету „Львівська політехніка” Хімія, технологія речовин та їх застосування.-2001.-№426.-С. 32-34.

3. Шевченко В.В., Коцай Г.М., Кочубей В.В. Дослідження процесу ущільнення шихт для алюмоборосилікатних скел // Вопросы химии и химической технологии.-2003.-№4.-С.66-68.

4. Шевченко В.В., Коцай Г.М., Кочубей В.В. Дослідження склоутворення в алюмоборосилікатних склах з спеціальними додатками // Вісник Національного університету „Львівська політехніка” Хімія, технологія речовин та їх застосування.-2003.-№488.-С. 99-103.

5. Пат. 53246А Україна, МКИ С03 С 23/00. Додаток до сировинної суміші для виготовлення скла /Шевченко В.В., Коцай Г.М./- Опубл.15.01.2003, Бюл.№1.-3 с.

6. Шевченко В.В., Коцай Г.М. Композиційні матеріали на основі неорганічного скла // 2 Международная научно-техническая конференция «Композиционные материалы».-Киев.- 2001.-С.46.

7. Коцай Г.М., Шевченко В.В. Визначення структурного стану компонентів Al₂O₃ та B₂O₃ у склах системи R₂O-R₂O₃-SiO₂ // Зб. тез допов..-Третя Всеукр.конф.: „Сучасні проблеми хімії”.-Київ.-2002.- С.67-68.

8. Шевченко В.В., Коцай Г.М. Проектирование составов легкоплавких стекол специального назначения // Международная научно-техническая конференция «Новые технологии в химической промышленности».-Минск.-2002.-С. 131-132.

9. Шевченко В.В., Чигирик А.В., Клым М.М., Коцай Г.М. Особенности гранулирования шихты для легкоплавких стекол // Международная научно-техническая конференция «Новые технологии в химической промышленности».-Минск.-2002.-С. 134.