Формирование регулярной структуры пор в микрофильтрационных материалах из алюмооксидных микросфер и марганецсодержащих алюмосиликатных композиций
Алюмооксидные микросферы (диаметр < 40 мкм), характеризующиеся практически идеальной шарообразной формой, могут формировать на крупнопористых алюмосиликатных подложках селективные слои с регулярной структурой. Теоретически показано, что в этом случае пористость может достигать 47,6%. При этом фор...
| Main Authors: | , , , , |
|---|---|
| Format: | Article |
| Language: | Belarusian |
| Published: |
Belarusian State Technological University
2022-08-01
|
| Series: | Труды БГТУ: Серия 2. Химические технологии, биотехнологии, геоэкология |
| Subjects: | |
| Online Access: | https://elib.belstu.by/bitstream/123456789/50299/1/22.%20%d0%90%d0%b7%d0%b0%d1%80%d0%be%d0%b2.pdf |
| _version_ | 1811195218352930816 |
|---|---|
| author | Азаров С. М. Дробыш А. А. Евтухова Т. Е. Балыдко Д. Н. Гамзелева Т. В. |
| author_facet | Азаров С. М. Дробыш А. А. Евтухова Т. Е. Балыдко Д. Н. Гамзелева Т. В. |
| author_sort | Азаров С. М. |
| collection | DOAJ |
| description | Алюмооксидные микросферы (диаметр < 40 мкм), характеризующиеся практически идеальной шарообразной формой, могут формировать на крупнопористых алюмосиликатных подложках селективные слои с регулярной структурой. Теоретически показано, что в этом случае пористость может достигать 47,6%. При этом форма поровых каналов, представляющая собой полости между сферическими частицами с коэффициентом извилистости до 1,0, создает условия для обратной промывки с постоянным периодом фильтроциклов между регенерациями. В то же время алюмооксидные микросферы с нанодисперсной структурой поверхности, в отличие от алюмосиликатных микросфер, являются новым материалом и процесс спекания таких частиц мало изучен. В настоящей работе исследовали возможность использования спекания алюмооксидных микросфер с целью формирования микрофильтрационного слоя регулярной структуры. Для этого к микросферическому порошку добавляли предварительно обработанную в аттриторе шихту Al2O3 – SiO2 − MnO2 в количестве 10 мас. % с последующим тщательным перемешиванием компонентов. Установлено, что спекание микросфер с добавками механоактивированной шихты Al2O3 – SiO2 − MnO2 при температурах 930−970°С приводит к образованию регулярной структуры пор, сформированных в присутствии жидкой фазы. При этом величина объемной усадки не превышает 12%. Это говорит об ограниченном смачивании алюмооксидных микросфер жидкой фазой при спекании в исследуемом диапазоне температур. Следовательно, при спекании шихты на основе алюмооксидных микросфер обеспечивается тип жидкофазного спекания. По данным РФА, полученный материал содержит в качестве основной фазы α-Al2O3 (корунд), а также силлиманит орторомбической модификации (25−27%), гексагональный кварц (24–26%), тетрагональный пиролюзит (8–10%). |
| first_indexed | 2024-04-12T00:39:45Z |
| format | Article |
| id | doaj.art-8b556e67569743df8002658c32997b0a |
| institution | Directory Open Access Journal |
| issn | 2520-2669 |
| language | Belarusian |
| last_indexed | 2024-04-12T00:39:45Z |
| publishDate | 2022-08-01 |
| publisher | Belarusian State Technological University |
| record_format | Article |
| series | Труды БГТУ: Серия 2. Химические технологии, биотехнологии, геоэкология |
| spelling | doaj.art-8b556e67569743df8002658c32997b0a2022-12-22T03:55:04ZbelBelarusian State Technological UniversityТруды БГТУ: Серия 2. Химические технологии, биотехнологии, геоэкология2520-26692022-08-01217518110.52065/2520-2669-2022-259-2-175-181Формирование регулярной структуры пор в микрофильтрационных материалах из алюмооксидных микросфер и марганецсодержащих алюмосиликатных композицийАзаров С. М.0Дробыш А. А.1Евтухова Т. Е.2Балыдко Д. Н.3Гамзелева Т. В.4Белорусский национальный технический университетБелорусский национальный технический университетБелорусский национальный технический университетМинистерство труда и социальной защиты Республики БеларусьГосударственное научно-производственное объединение порошковой металлургииАлюмооксидные микросферы (диаметр < 40 мкм), характеризующиеся практически идеальной шарообразной формой, могут формировать на крупнопористых алюмосиликатных подложках селективные слои с регулярной структурой. Теоретически показано, что в этом случае пористость может достигать 47,6%. При этом форма поровых каналов, представляющая собой полости между сферическими частицами с коэффициентом извилистости до 1,0, создает условия для обратной промывки с постоянным периодом фильтроциклов между регенерациями. В то же время алюмооксидные микросферы с нанодисперсной структурой поверхности, в отличие от алюмосиликатных микросфер, являются новым материалом и процесс спекания таких частиц мало изучен. В настоящей работе исследовали возможность использования спекания алюмооксидных микросфер с целью формирования микрофильтрационного слоя регулярной структуры. Для этого к микросферическому порошку добавляли предварительно обработанную в аттриторе шихту Al2O3 – SiO2 − MnO2 в количестве 10 мас. % с последующим тщательным перемешиванием компонентов. Установлено, что спекание микросфер с добавками механоактивированной шихты Al2O3 – SiO2 − MnO2 при температурах 930−970°С приводит к образованию регулярной структуры пор, сформированных в присутствии жидкой фазы. При этом величина объемной усадки не превышает 12%. Это говорит об ограниченном смачивании алюмооксидных микросфер жидкой фазой при спекании в исследуемом диапазоне температур. Следовательно, при спекании шихты на основе алюмооксидных микросфер обеспечивается тип жидкофазного спекания. По данным РФА, полученный материал содержит в качестве основной фазы α-Al2O3 (корунд), а также силлиманит орторомбической модификации (25−27%), гексагональный кварц (24–26%), тетрагональный пиролюзит (8–10%).https://elib.belstu.by/bitstream/123456789/50299/1/22.%20%d0%90%d0%b7%d0%b0%d1%80%d0%be%d0%b2.pdfалюмооксидные микросферымарганецсодержащие алюмосиликатные композиции |
| spellingShingle | Азаров С. М. Дробыш А. А. Евтухова Т. Е. Балыдко Д. Н. Гамзелева Т. В. Формирование регулярной структуры пор в микрофильтрационных материалах из алюмооксидных микросфер и марганецсодержащих алюмосиликатных композиций Труды БГТУ: Серия 2. Химические технологии, биотехнологии, геоэкология алюмооксидные микросферы марганецсодержащие алюмосиликатные композиции |
| title | Формирование регулярной структуры пор в микрофильтрационных материалах из алюмооксидных микросфер и марганецсодержащих алюмосиликатных композиций |
| title_full | Формирование регулярной структуры пор в микрофильтрационных материалах из алюмооксидных микросфер и марганецсодержащих алюмосиликатных композиций |
| title_fullStr | Формирование регулярной структуры пор в микрофильтрационных материалах из алюмооксидных микросфер и марганецсодержащих алюмосиликатных композиций |
| title_full_unstemmed | Формирование регулярной структуры пор в микрофильтрационных материалах из алюмооксидных микросфер и марганецсодержащих алюмосиликатных композиций |
| title_short | Формирование регулярной структуры пор в микрофильтрационных материалах из алюмооксидных микросфер и марганецсодержащих алюмосиликатных композиций |
| title_sort | формирование регулярной структуры пор в микрофильтрационных материалах из алюмооксидных микросфер и марганецсодержащих алюмосиликатных композиций |
| topic | алюмооксидные микросферы марганецсодержащие алюмосиликатные композиции |
| url | https://elib.belstu.by/bitstream/123456789/50299/1/22.%20%d0%90%d0%b7%d0%b0%d1%80%d0%be%d0%b2.pdf |
| work_keys_str_mv | AT azarovsm formirovanieregulârnojstrukturyporvmikrofilʹtracionnyhmaterialahizalûmooksidnyhmikrosferimarganecsoderžaŝihalûmosilikatnyhkompozicij AT drobyšaa formirovanieregulârnojstrukturyporvmikrofilʹtracionnyhmaterialahizalûmooksidnyhmikrosferimarganecsoderžaŝihalûmosilikatnyhkompozicij AT evtuhovate formirovanieregulârnojstrukturyporvmikrofilʹtracionnyhmaterialahizalûmooksidnyhmikrosferimarganecsoderžaŝihalûmosilikatnyhkompozicij AT balydkodn formirovanieregulârnojstrukturyporvmikrofilʹtracionnyhmaterialahizalûmooksidnyhmikrosferimarganecsoderžaŝihalûmosilikatnyhkompozicij AT gamzelevatv formirovanieregulârnojstrukturyporvmikrofilʹtracionnyhmaterialahizalûmooksidnyhmikrosferimarganecsoderžaŝihalûmosilikatnyhkompozicij |