Утеплитель корунд технические характеристики: Характеристики и свойства теплоизоляции Корунд

CORUNDUM — пленкообразующее покрытие, предназначенное для теплоизоляции металлических, пластиковых и других поверхностей с рабочими температурами от -60 ° C до +200 ° C (в кратковременных пиковых условиях до +260 ° C). CORUNDUM хорошо ложится на все типы поверхностей.Изоляционные работы можно проводить на поверхностях с температурой от +7 ºС до +150 ºС.
При работе с жидким теплоизоляционным покрытием CORUNDUM особое внимание следует обращать на: Корунд нельзя замораживать. Перед тем, как открыть емкость, необходимо убедиться, что пломбы не повреждены. При приготовлении материала не перемешивайте его слишком сильно (см. Пункт 2 данной инструкции). При приготовлении материала не следует чрезмерно разбавлять его водой (см. Пункт 2 данной инструкции)

1.Подготовка поверхности

Утепляемую поверхность необходимо очистить от грязи, ржавчины, пыли, старой краски, удалить крошащиеся элементы и т. Д. Обратите особое внимание на то, чтобы на металле не было «рыхлой» ржавчины в виде «грибка», который , после нанесения КОРУНД отслаивается от металла вместе с покрытием. Чтобы очистить металлическую поверхность от ржавчины, используйте металлические щетки или абразивные круги, чтобы удалить рыхлый слой ржавчины до появления металлического блеска.
Очищенная от ржавчины поверхность обрабатывается нейтрализатором ржавчины, при необходимости выдерживается 2 часа.Новые металлические поверхности могут потребовать удаления консервантов. Готовая поверхность не должна содержать крошащихся элементов, должна быть сухой (в том числе без конденсата), не должна содержать масляных и жирных элементов, не должна быть излишне пластичной. Если CORUNDUM предполагается использовать на поверхностях из черных металлов с рабочими температурами до +150 ° С, то поверхность необходимо предварительно очистить от пыли и обезжирить, покрыть или модифицировать KORUND ANTIKOR (желательно e) , либо обработать грунтом ВЛ-02 или ВЛ-023 (в 1-2 слоя в соответствии с инструкцией к грунту).
Если покрытие предполагается наносить на поверхность из цветного металла, то поверхность необходимо механически обработать от блеска, пыли, обезжирить, обработать клеевой грунтовкой ВЛ-02 или ВЛ-023 (1-2 слоя ).
Если CORUNDUM предполагается нанесение на бетонные, кирпичные и аналогичные поверхности; необходимо: удалить рыхлые участки, открытые трещины, удалить маслянистые включения, очистить бетон от цементного «молочка», отремонтировать поверхность, в том числе межкирпичные швы для уменьшения расхода материала и углублений глубиной более 5-7 мм, цементно-гипсовые составы .Очистите поверхность с помощью пескоструйной машины, металлической щетки или абразивных дисков, чтобы удалить блеск поверхности и удалить отслаивающиеся и осыпающиеся элементы конструкции.
После механической обработки поверхности тщательно удалить пыль с помощью щеток или воздуходувок. Затем необходимо смыть водой для удаления грязи, остатков пыли и т. Д. После полного высыхания необходимо загрунтовать акриловой грунтовкой глубокого проникновения.
Применять на фасадах ограждающих конструкций зданий и сооружений из паропроницаемых материалов (бетон, кирпич и др.)) необходимо использовать модификацию CORUND FACADE.

2. Подготовка изоляционного покрытия КОРУНД

CORUNDUM готов к использованию, его необходимо перемешать, при необходимости добавив немного дистиллированной воды , непосредственно перед нанесением на предварительно подготовленную поверхность. Количество воды зависит от температуры основания, температуры и влажности окружающего воздуха, последующего использования и других факторов. При нанесении на поверхность с температурой от +7 ° C до +80 ° C количество воды, добавляемой к материалу, может быть не более 5% при нанесении кистью и не более 3% при нанесении оборудованием ( безвоздушный распылитель).При нанесении на поверхности с температурой выше +80 ° С необходимо предварительно снизить температуру нанесением нескольких грунтовочных слоев корунда, разбавленного 40-50% дистиллированной водой по схеме, указанной в п. 3 «Покрытие». Для получения подробных рекомендаций обратитесь к ближайшему представителю или производителю. При длительном хранении внутри тары допускается расслоение на фракции.
При использовании дрели с лопастной насадкой или миксером (рекомендации по выбору оборудования уточняйте у представителя Корунд в вашем регионе) — максимально допустимая скорость перемешивания — 150-200 об / мин … Превышение скорости вращения приведет к разрушению микросферы и радикальному снижению (или отмене) эффективности теплоизоляционного покрытия.
Вертикальными движениями лезвия, чтобы погрузить загустевшую часть в жидкость, включить дрель и медленно начать вращать лезвие, перемешивая сгустки с жидкостью. Перемешивать до кремового цвета. Примерное время перемешивания — миксером 3-8 минут, ручное перемешивание 7-10 минут.
Если стоит задача по устранению конденсата, «шубы» наледи — материал наносится с минимальным добавлением воды, с максимальным межслоевым зазором.

3. Покрытие

Рекомендуется работать с мягкой щеткой с длинной натуральной щетиной или безвоздушным распылителем (рекомендуемые марки и модели безвоздушных распылителей, а также рекомендации по их настройке, уточняйте у местного представителя).
Небольшие или сложные участки можно покрыть мягкой кистью. Поверхности площадью от 100 м2 можно распылять безвоздушным распылителем при рабочем давлении 60-80 бар (ВНИМАНИЕ !!! Не все безвоздушные распылители подходят для покрытия корундом! Проконсультируйтесь с производителем или ближайшим к вам представителем Korund для получения рекомендаций по выбору, наладка и работа с безвоздушными опрыскивателями.См. Также Дополнительный паспорт безвоздушного распыления.)
Можно наносить изоляционное покрытие на поверхность с температурой от + 7 ° C до + 150 ° C, работать в сырую погоду невозможно, так как материал разжижается водой. и не высохнет.
Для лучшей адгезии материала к обрабатываемой поверхности рекомендуется нанести слой грунтовки на подготовленную поверхность, жидким (наподобие молочного) составом материала, разбавленным на 40-50% дистиллированной водой.
Период полного высыхания одного слоя покрытия толщиной 0.4-0,5 мм составляет не менее 24 часов при температуре окружающей среды выше +7 ° C и влажности не выше 80% в течение всего времени высыхания, т.е. 24 часа. Следующий слой можно наносить только после полного высыхания предыдущего — через 24 часа при комнатной температуре. Слой порядка 0,4-0,5 мм (толщина оптической плотности) получается за три «прохода» краскопульта, кисти. Применение материала с более толстым слоем недопустимо, так как это приводит к образованию на его поверхности влагонепроницаемой пленки, которая в свою очередь препятствует полному испарению в ней влаги, что приведет к отмене тепловых свойств. и деформация покрытия.
Когда материал наносится на поверхность с температурой от +80 ºC до +150 ºC, он очень быстро закипает и «схватывается», поэтому его необходимо разбавлять водой. Рекомендуется загрунтовать поверхность 40-50% водным раствором материала. ВАЖНЫЙ! При нанесении CORUNDUM на поверхность с температурой выше +80 ° C максимальная толщина слоя за 24 часа не должна превышать 0,5 мм. Чем горячее поверхность нанесения, тем сильнее растворяется материал. Наносите разбавленный материал быстрыми короткими движениями, чтобы получился очень тонкий слой.Время высыхания каждого такого слоя не менее 1 часа. Эти слои наносятся до тех пор, пока нанесенный материал не перестанет кипеть на поверхности. Затем дайте высохнуть в течение 24 часов. Далее материал наносится по обычной схеме — с добавлением от 3% до 5% дистиллированной воды слоями до 0,5 мм с межслойной сушкой в ​​течение 24 часов.
Толщину слоя 0,5 мм можно определить толщиномером типа «малярный гребень», расход материала 0,55 л на 1 м2 (примерный расход при нанесении покрытия кистью на ровную поверхность) или толщина «оптической плотности» материала (чтобы основа не просвечивала сквозь материал)… Расход материала зависит от типа поверхности и способа нанесения.
Общая толщина покрытия и количество слоев определяется теплотехническим расчетом или рекомендациями аттестованных региональных производств.

4. Техника безопасности при работе с CORUND

4.1 Персональная защита.

Продукт безопасен при нормальных условиях. Если помещение хорошо вентилируется или работа ведется на открытом воздухе, респираторы не требуются.В помещении без вентиляции — используйте стандартные респираторы.
Используйте защитные очки для защиты глаз. Должен быть доступ к проточной воде для промывания глаз. Для защиты кожи используйте химические перчатки и защитную одежду. Перед повторным использованием постирать защитную одежду.

4.2 Критические ситуации

При попадании в глаза немедленно промыть глаза проточной водой в течение 15 минут. Если раздражение не проходит, обратитесь к врачу. При попадании на кожу промыть водой с мылом.При повторном использовании стирайте загрязненную одежду. При вдыхании выйдите на свежий воздух.
Жидкий продукт негорючий. В случае пожара в конструкциях или сооружениях, на которые наносится покрытие, используйте воду, пену, сухие химикаты и углекислый газ.
В случае просыпания продукта используйте любой абсорбент, например песок, почву и т. Д.

5. Условия хранения и транспортировки КОРУНД

Хранение материала CORUNDUM осуществляется в плотно закрытой таре при температуре от +5 ° С до + 30 ° С, влажности воздуха не более 80%, вдали от прямых солнечных лучей.
Транспортировка осуществляется любым видом транспорта при температуре не выше +5 ° С вдали от прямых солнечных лучей. Упаковка груза для перевозки должна обеспечивать правильную установку контейнеров и сохранность контейнеров. Нарушение целостности тары влечет за собой порчу материала.

В случае несоблюдения инструкции по нанесению и хранению материала производитель не несет ответственности за качество покрытия.

1. Перед нанесением теплоизоляции необходимо подготовить покрываемую поверхность: очистить область нанесения от масляных включений, цементного молока, открытых трещин, удалив рыхлые участки. Предварительно оштукатурить поверхность.
2. Затем отшлифуйте и присыпьте пыль на покрываемых участках. Для улучшения адгезии рекомендуется предварительно обработать очищенную поверхность глубоко пропитанной акриловой грунтовкой. После одного-двух нанесений дождитесь полного высыхания поверхности.
3.Откройте емкость (ведро) с корундом и хорошо перемешайте смесь до однородной массы. Перемешивание может осуществляться как вручную, так и с помощью электродрели, оснащенного специальной насадкой, при этом скорость вращения не должна превышать 150-200 об / мин.
4. Первый слой материала наносится на подготовленную поверхность в качестве грунтовки, разбавитель — вода (15-20%). Вязкость материала Корунд Классик для каждого последующего слоя зависит от конфигурации и структуры утепляемой поверхности.
5. Время полной межслойной сушки и окончательной полимеризации каждого слоя — 24 часа.
6. ​​Теплоизоляционный материал необходимо наносить слоями, всегда соблюдая технологию межслойной сушки (п. 5 инструкции). Количество слоев и общая толщина теплоизоляционного слоя определяется теплотехническим расчетом, при этом она не должна быть более 0,5 мм.
7. Для внутренней теплоизоляции помещений использовать корунд, по возможности поверх выравнивающей шпатлевки.После нанесения поверхность можно красить, оклеивать обоями и керамической плиткой.
8. Для внешней теплоизоляции стен фасадов рекомендуется нанести на поверхность корунд качественную акриловую грунтовку, после чего она полностью высохнет, можно использовать все виды фасадных красок, штукатурок и других декоративных систем.

Технология нанесения на деревянные поверхности.

1. Предварительная подготовка поверхности к нанесению теплоизоляции Корунд Классик: очистить вручную или механически утепленную поверхность от старой краски и других включений, отшлифовать утепленный участок.
2. Очистить поверхность от пыли и обработать водными антисептическими составами.
3. Открыть емкость (ведро) с теплоизоляционным материалом, затем хорошо перемешать смесь до однородной массы. Перемешивание может осуществляться как вручную, так и электродрелью, оснащенной специальной насадкой, при этом скорость вращения не должна превышать 150-200 об / мин. №
4. Первый слой наносится для улучшения адгезии в качестве грунтовки, вода используется как разбавитель для теплоизоляции Корунд Классик, в расчете 15-20% от общего количества материала.Вязкость для каждого последующего слоя зависит от конфигурации, влажности и структуры утепляемой поверхности, процентное содержание разбавителя в последующих слоях не более 10-15%.
5. Время полной межслойной сушки и окончательной полимеризации каждого слоя материала — 24 часа.
6. ​​Наносить необходимо послойно, обязательно соблюдая технологию межслойной сушки (пункт 5 инструкции). Количество слоев и конечная толщина определяются тепловым расчетом, при этом максимальная толщина каждого слоя не должна быть больше 0.5 мм.

Технология нанесения на металлические поверхности.

1. Предварительная подготовка поверхности к нанесению теплоизоляции: очистить поверхность от ржавчины и окалины механически или вручную металлической щеткой.
2. Очистить поверхность от пыли и других загрязнений, в случае масляных включений — обезжирить поверхность растворителем 646.
3. Если поверхность подвержена сильной коррозии, рекомендуется предварительно обработать нейтрализатором ржавчины, 15% водный раствор ортофосфорной кислоты.
4. После обработки на поверхности металла может образоваться фосфатная «белесая» пленка, остатки которой необходимо смыть водой. №
5. Работы по нанесению материала Корунд не рекомендуется проводить в условиях повышенной влажности или при температуре окружающей среды ниже 15 ° С, при этом поверхность следует предварительно обработать грунтовкой по металлу, при необходимости термостойкой. При нанесении на поверхность «холодных» трубопроводов рекомендуется предварительно обработать их двухслойной грунтовкой по металлу. Грунтовка должна полностью высохнуть.
6. ​​Откройте емкость (ведро) с корундом и тщательно перемешайте смесь до однородной массы. Перемешивание может осуществляться как вручную, так и с помощью электродрели, оснащенного специальной насадкой, при этом скорость вращения не должна превышать 150-200 об / мин.
7. Первый слой наносится для улучшения адгезии в качестве грунтовки, в качестве разбавителя используется вода, в расчете 40-50% от общего количества материала. Вязкость материала для каждого последующего слоя зависит от конфигурации и температуры утепляемой поверхности.На поверхности с температурой выше 100 ºС Корунд Классик наносится разбавленным до консистенции молока.
8. Наносить послойно, всегда соблюдая технологию межслойной сушки. Процент разбавителя в последующих слоях не более 10-15%. Количество слоев и конечная толщина слоя определяется термическим расчетом, при этом толщина наносимых слоев не должна быть более 0,5 мм.
9. Время полной межслойной сушки и окончательной полимеризации каждого слоя в зависимости от температурного режима 12-24 часа (при температуре 10-50 ºС — 24 часа, при 50-140 ºС — не менее 12-18 часов. часы).

Трубы ПВХ для поверхностной техники.

1. Перед нанесением материала подготовьте поверхность. Для улучшения адгезии поверхность ПВХ-труб должна быть шероховатой, отшлифовать, очистить от пыли и грязи, при необходимости обезжирить растворителем 646.
2. Открыть емкость (ведро) и хорошо перемешать смесь до получения однородной массы. . Перемешивание может осуществляться как вручную, так и электродрелью, оснащенной специальной насадкой, при этом скорость вращения не должна превышать 150-200 об / мин.
3. Первый слой наносится для улучшения адгезии в качестве грунтовки, в качестве разбавителя используется вода, из расчета 20 — 50% от общего количества материала. Вязкость материала корунд для каждого последующего слоя зависит от конфигурации и температуры изолируемой поверхности. На поверхности с температурой выше 100 ºС материал наносится разбавленным до консистенции молока.
4. Время полной межслойной сушки и окончательной полимеризации каждого слоя составляет в зависимости от температурного режима 12-24 часа (при температуре 10-50 ºС — 24 часа, при 50-140 ºС — не менее 12-18 часов).
5. Наносить необходимо слоями, всегда соблюдая технологию высыхания. Общее количество слоев и конечная толщина теплоизоляционного слоя Корунда определяется теплотехническим расчетом, при этом толщина наносимых слоев не должна быть более 0,5 мм.

Применение теплоизоляции в системе «Теплый пол»

1. Структурная схема системы «Теплый пол»:
… жидкий керамический теплоизоляционный материал Корунд Классик;
… источник тепла;
… чистовое напольное покрытие.

2. Подготовка утепленной поверхности к нанесению материала: очистить место нанесения от масляных включений, цементного молока, открытых трещин, удалив рыхлые участки. Предварительно оштукатурить поверхность.
3. Затем отшлифуйте и присыпьте пыль на покрываемых участках. Для улучшения адгезии рекомендуется предварительно обработать очищенную поверхность глубоко пропитанной акриловой грунтовкой. После одного-двух нанесений дождитесь полного высыхания поверхности.
4. Открыть емкость (ведро) с теплоизоляционным материалом и хорошо перемешать смесь до однородной массы. Перемешивание осуществляется вручную или с помощью электродрели, оснащенного специальной насадкой, при этом скорость вращения не должна превышать 150-200 об / мин. №
5. Первый слой наносится для улучшения адгезии в качестве грунтовки, в качестве разбавителя используется вода, из расчета 10-20% от общего количества материала. Вязкость каждого последующего слоя зависит от структуры пола, процент разбавителя в последующих слоях не более 5-15%.
6. ​​Время полной межслойной сушки и окончательной полимеризации каждого слоя корундового материала — 24 часа.
7. Теплоизоляционный материал необходимо наносить слоями, всегда соблюдая технологию межслойной сушки (п. 6 инструкции). Количество слоев и конечная толщина теплоизоляционного слоя определяется тепловым расчетом (если он наносится на межквартирный пол, общая толщина слоя должна быть около 1 мм), а толщина наносимых слоев не должно быть больше 0.5 мм (!).
8. Следующий этап: установка источника тепла системы «Теплый пол».
9. Последний этап: финишное покрытие, которым может служить напольная керамическая плитка и другие напольные покрытия.

Производитель несет ответственность за соответствие покрытия заявленным характеристикам только при полном соблюдении условий хранения и эксплуатации.

Корунд — обзор | Темы ScienceDirect

4.3.5 Поверхности корунда

Оксиды корунда, в первую очередь сам корунд, α-Al ₂ O ₃ , являются, пожалуй, наиболее технологически важным классом оксидных материалов.Некоторые из них являются отличными катализаторами, а α-оксид алюминия — одна из наиболее широко используемых подложек для выращивания тонких металлических, полупроводниковых и диэлектрических пленок как для фундаментальных исследований, так и для приложений микроэлектроники. Тригональная решетка корунда M ₂ O ₃ состоит из катионов M в искаженном октаэдрическом окружении и анионов кислорода в искаженном тетраэдрическом окружении. Ильменит, ABO ₃ , представляет собой родственную структуру, в которой катионы A и B в равной степени замещают ионы металла M.

Из корунда (α-Al ₂ O ₃ , Ti ₂ O ₃ , V ₂ O ₃ , α-Fe ₂ O ₃ ) и ильменита (LiNbO ₃ , Li-TaO ₃ ) оксидов, поверхностные свойства которых были исследованы, только поверхность α-оксида алюминия была изучена достаточно подробно как экспериментально, так и с помощью расчетов. Таким образом, обсуждение в этом разделе будет сосредоточено на поверхностях из альфа-оксида алюминия, хотя выводы, касающиеся поверхностной релаксации, должны быть применимыми.

Множество поверхностей из α-оксида алюминия, демонстрирующих различные структуры поверхности, были экспериментально изучены (Guo et al., 1992; Henrich, 1985). Эти структуры, конечно, зависят от условий обработки образца (принцип 3). Например, базальная плоскость (0001) демонстрирует структуру (1 × 1) как в воздухе, так и в вакууме при отжиге при низких температурах (<1250 ° C). Отжиг при более высоких температурах приводит к более сложным структурам 3 × 3R30 ° и 31 × 31R9 °. Грани 11¯021¯012 и 112¯3, с другой стороны, демонстрируют более простые (2 × 1) и (4 × 5) структуры после высокотемпературных отжигов (Guo et al., 1992; Шильдбах и Хамза, 1993). Поверхность 112¯0 изучалась методами дифракции низкоэнергетических электронов и дифракции электронов на просвет (Schildbach, Hamza, 1992; Susnitzky and Carter, 1986), а также различными методами отражения (Yao et al., 1989). ). Сообщалось о реконструкциях (1 × 2), (1 × 4) и (12 × 4).

Как обсуждалось в предыдущих разделах, вопрос об окончании поверхности является подходящим для всех поверхностей из альфа-оксида алюминия, и мы можем использовать принцип автокомпенсации (Принцип 4), чтобы направлять нас.Как и многие оксиды, обсуждаемые в этом обзоре, альфа-оксид алюминия разрушается, поэтому вопрос о стехиометрии поверхности и ее окончании является актуальным. К сожалению, не сообщалось об окончательной экспериментальной работе по определению поверхностных окончаний для любых поверхностей из α-оксида алюминия.

Теоретически было проведено мало исследований этих поверхностей, и только в работе Guo et al. (1989) явным образом рассматривался вопрос обрыва поверхности путем вычисления энергий расщепления для трех возможных, неэквивалентных по симметрии, (0001) и 11¯02 окончаний, показанных на рис.4.11. Эти расчеты показали, что для поверхности (0001) (панель (а) на рис. 4.11) расщепление между плоскостями Al (обозначено буквой C на рис. 4.11 (а)) было наиболее стабильным. Для поверхности 11¯02 (панель (b) на рис. 4.11) наиболее стабильный раскол был рассчитан между плоскостями O (обозначен буквой A на рис. 4.11 (b)).

Рис. 4.11. Изображение сбоку на поверхности корунда (α-Al ₂ O ₃ ) (a) (0001) и (b) (1-102). На виде сверху показан один поверхностный строительный блок, содержащий (а) три атомных слоя Al-O-Al для поверхности (0001) и (b) пять атомных слоев O-Al-O-Al-O для (1- 102) поверхность.Открытые кружки обозначают атомы O, а большие и маленькие закрашенные кружки — атомы Al в верхнем и нижнем слоях. Сплошными линиями отмечены элементарные ячейки поверхности. Три уникальные плоскости расщепления (0001) и (1-102) обозначены стрелками и обозначены A, B и C.

Интересно отметить, что из всех возможных поверхностных окончаний наиболее стабильными считаются те, для которых расщепление дает две эквивалентные поверхности с нейтральным зарядом (Принцип 4).Исходя из этого, легко понять, почему это наиболее энергетически выгодные расщепления. Guo et al. (1989) воплотили эту идею в своей концепции поверхностных строительных блоков, которые состоят из повторяющихся единиц с нейтральным зарядом. Они отмечают, что наиболее устойчивые расщепления произошли на границах этих строительных блоков. Это концептуальная основа стехиометрии поверхности, аналогичная автокомпенсации.

Одним из недостатков этих вычислений, однако, является то, что атомные позиции поверхностных атомов не были оптимизированы, а были вынуждены оставаться на объемных значениях.На вычисленную энергетику, как признают авторы, несомненно повлияет релаксация или реконструкция поверхности. Однако величина этого эффекта вряд ли качественно изменит энергетическое упорядочение различных поверхностных окончаний.

Обращаясь к вопросу о том, какие возможные поверхностные релаксации или реконструкции могут произойти, нам необходимо рассмотреть топологию и локальную химическую связь, поскольку мы уже определили, что эти поверхности являются автокомпенсированными (Принцип 4) и изолирующими (Принцип 2).Для поверхности 11¯02 поверхностные атомы Al имеют пятикратную координацию, а поверхностные атомы O — двукратную. В этом отношении топология поверхности аналогична топологии поверхности рутила (110) (см. П. 4.3.3), при этом движения поверхностных атомов с сохранением длины связи невозможны. Следовательно, ожидается аналогичное ослабление смятия.

Поверхность (0001) более интересна, поскольку как поверхностные атомы Al, так и атомы O имеют трехкратную координацию. Эта топология допускает движение с сохранением длины связи, при котором поверхностные атомы Al могут двигаться вниз к объему в гибридизацию примерно sp ² , в то время как поверхностные атомы O «собираются» с поверхности в искаженную пирамидальную гибридизацию. Ab initio Расчеты Хартри-Фока (Causa et al. 1989) тонких пластин (1-4 слоя) поверхности (0001), в которых оптимизированы положения поверхностных атомов, перпендикулярных поверхности, показали, что поверхностные атомы Al релаксируют в положения порядка 0,4-0,5 Å от их усеченных объемных положений. К сожалению, положение поверхностных атомов O не было оптимизировано. Недавние вычисления псевдопотенциала функционала локальной плотности (Manassidis et al., 1993), также на тонких пластинах (3 слоя), обнаружили аналогичную релаксацию, хотя движение атомов кислорода является значительным.

(PDF) Получение легких корундо-муллитовых теплоизоляционных материалов методом микроволнового спекания

Y. Si et al. / Обработка и применение керамики 15 [2] (2021) 170–178

и 0,313 Вт / (м · К), которые обладают отличными теплоизоляционными характеристиками

.

Благодарности: Эта работа спонсировалась

Национальным фондом естественных наук Китая

(NSFC) (51602287, 51672254, 51772277, 518

и U2004177), Central China Thousand Talents

.

Список литературы

1. Т. Симидзу, К. Мацуура, Х. Фуру, К. Мацузак, «Ther-

малая проводимость высокопористого глиноземистого огнеупора

кирпичей, изготовленных методом гелеобразования и вспенивания в суспензии»,

J. Eur. Ceram. Soc., 33 [15-16] (2013) 3429–3435.

2. Т. Юеттнер, Х. Мертель, В. Свинка, Р. Свинка, «Структура пенокерамики на основе каолинового оксида алюминия

для высокотемпературных

применений», J.Евро. Ceram. Soc., 27 [2-3] (2007) 1435–

1441.

3. B.S. А. Скидан, С. А. Борисов, “Исследование эффективной теплопроводности

в легких пенокорундовых огнеупорах”,

Refract. Ind. Ceram., 44 [6] (2003) 355–356.

4. C.Y. Чен, Г.С. Лан, В.Х. Туан, «Получение муллита

реакционным спеканием каолинита и оксида алюминия», J. Eur.

Керам. Soc., 20 [14-15] (2000) 2519–2525.

5. Т. Такеи, Ю. Камешима, А. Ясумори, К.Окада, “Кинетика кристаллизации

муллита из стекол Al2O3-SiO2 в неизотермических условиях

”, J. Eur. Ceram. Soc., 21 [14]

(2001) 2487–2493.

6. J.M. Amigó, F.J. Serrano, M.A. Kojdecki, J. Bastida, V.

Esteve, M.M. Ревентос, Ф. Марти, «Рентгеноструктурный микроскоп

кроструктурный анализ муллита, кварца и корунда в фарфоровых изоляторах

», J. Eur. Ceram. Soc., 25 [9] (2005)

1479–1486.

7.Н.П. Bansal, Handbook of Ceramic Composites, Springer,

USA, 2005.

8. T.F. А. Баранова, “Керамический корундо-муллитовый клей:

Области применения”, Refract. Ind. Ceram., 45 [6]

(2004) 402–407.

9. C. Sadik, I.E. Эль Амрани, А. Альбизан, «Последние достижения

в алюмосиликатных огнеупорах: обзор», J. Asian Ceram.

Soc., 2 [2] (2014) 83–96.

10. А.В. Мальдуре, Х.С. Трипати, А. Гош, «Механические свойства

муллитокорундовых композитов, полученных из бокситов

», Междунар.J. Appl. Ceram. Technol., 12 [4] (2015) 860–

866.

11. К. Аксель, «Влияние муллита на механические свойства

и термошоковые характеристики глиноземно-муллитового реактива

. материалы », Керам. Междунар., 29 [2] (2003) 183–188.

12. W. Zhang, Q.S. Ма, К. Цзэн, С. Liang, W.G. Mao,

«Механические свойства и термическая стабильность углеродных

композитов на основе муллита, армированных волокнистой тканью», J.

Adv.Ceram., 8 [2] (2019) 218–227

13. Z. Zhang, W. Yan, N. Li, Y. Li, W. Zhou, B. Han, «In u-

. агрегатность на микроструктурах и свойствах газопроницаемых муллитокорундовых

огнеупоров », Керам. Междунар., 45 [14] (2019) 17268–17275.

14. W. Zhou, W. Yan, N. Li, Y. Li, Y. Dai, Z. Zhang, S.

Ma, «Производство муллитокорундовой вспененной керамики

для теплоизоляции и воздействия микропористый агент

об их свойствах », Ж.Сплавы Compd., 785 (2019)

1030–1037.

15. Дж. Лю, Ю. Ли, Ю. Ли, С. Санг, С. Ли, «Влияние структуры пор

на теплопроводность и прочность пористой керамики из оксида алюминия

с использованием углеродной сажи в качестве пор. формирующий агент », Ceram.

Int., 42 [7] (2016) 8221–8228.

16. Э. Грегорова, В. Пабст, «Управление процессом и оптимизация подготовки пористой керамики из оксида алюминия

путем литья крахмалом

dation», J. Eur. Ceram.Soc., 31 [12] (2011) 2073–

2081.

17. F.L. Чжу, С.З. Цуй, Б. Гу, “Фрактальный анализ эффективной

теплопроводности случайных волокнистых пористых материалов”,

Phys. Lett., 374 [43] (2010) 4411–4414.

18. Дж. Лю, Б. Рен, Ю. Лу, X. Си, Ю. Ли, К. Лю, Дж. Ян,

Ю. Хуан, «Новая конструкция удлиненного усиленного муллита

высокопористый оксид алюминия. керамика с использованием обугленной рисовой шелухи

в качестве порообразователя », Ceram. Int., 45 [11] (2019)

13964–13970.

19. Ю. Чен, Г. Лю, К. Гу, С. Ли, Б. Фань, Р. Чжан, Х.

Ли, «Приготовление корундо-муллитовых огнеупоров с

легкими, высокопрочными и высокопрочными. стойкость к термическому удару

», Материалы, 8 (2019) 100517.

20. И. Заке-Тилуга, Р. Свинка, В. Свинка,« Высокопористая корундо-муллитовая керамика

— Структура и свойства »,

Керам. Int., 40 [2] (2014) 3071–3077.

21.F.X. Альварес, Д. Джоу, А. Селлитто, “Зависимость

теплопроводности пористого кремния от размера пор: фононный

гидродинамический подход”, Прил. Phys. Lett., 97 [3] (2010)

033103.

22. D.E. Кларк, W.H. Саттон, «Микроволновая обработка материалов

риалов», Ann. Rev. Mater. Sci., 26 [1] (1996) 299–331.

23. М. Огбаи, О. Мирзаи, «Микроволновое спекание по сравнению с обычным спеканием

: обзор основ, преимуществ и применений

», J.Сплавы Compd., 494 [1-2] (2010) 175–189.

24. X. Zhang, B. Song, Y. Zhang, R. He, Q. Gao, L. Fan, S.

Wei, L. Chen, R. Zhang, «Влияние предварительного формирования на

Получение SiC микроволновым нагревом », Ceram. Int.,

44 [17] (2018) 21309–213 13.

25. Z. Xie, J. Yang, X. Huang, Y. Huang, «Микроволновая печь

и свойства керамики с различными диэлектрическими потерями

», J. Eur. Ceram. Soc., 19 [3] (1999) 381–387.

26.Д. Гроссин, С. Маринель, J.G. Нудем, “Материалы, полученные путем непрямого микроволнового нагрева в одномодовом резонаторе

”, Ceram. Int., 32 [8] (2006) 911–915.

27. Ф. Цзо, К. Карри, С. Сонье, С. Маринель, Д. Гёурио,

«Сравнение микроволнового и обычного спекания —

оксида алюминия: влияние легирования MgO и размера частиц»,

J. Am. Ceram. Soc., 96 [6] (2013) 1732–1737.

28. D. ˙

Zymełka, S. Saunier, D.Goeuriot, J. Molimard, “Den-

образование и эволюция теплового градиента глинозема dur-

при микроволновом спекании при 2,45 ГГц”, Ceram. Int., 39 [3]

(2013) 3269–3277.

29. A.J. Берто, Дж. К. Бадо, «Высокотемпературный микроволновый нагрев

в огнеупорных материалах», J. Microwave Power, 11

[4] (1976) 315–2320.

30. K.J. Рао, Б. Вайдхьянатан, М. Гангули, П.А. Рамакр-

ишнан, «Синтез неорганических твердых веществ с использованием микроволн»,

Chem.Матер., 11 [4] (1999) 882–895.

31. С. Фан, Х. Чжэн, К. Гао, Ю. Ли, Ю. Чен, Г. Лю, Б. Фан,

Р. Чжан, «Получение теплоизоляции из муллита Al2O3-

на материалы с AlF3 и SiC в качестве вспомогательных средств с помощью микроволнового спекания », Междунар. J. Appl. Ceram. Technol., 17 [5] (2020) 1–9.

32. N.D. Ngo, K.K. Тамма, «Вычислительные разработки

для моделирования на основе моделирования: многомасштабная физика и

моделирование, анализ и проверка потоков / термического / отверждения / напряжения».

177

Влияние добавки для полых корундовых микросфер на физические и механические свойства и Характеристики термостойкости огнеупорных литейных материалов на основе бокситов

(Базель).2021 августа; 14 (16): 4736.

Christos G. Aneziris, Academic Editor

Поступила в редакцию 12 июля 2021 г .; Принята к 2021 году 20 августа.

Реферат

В этой статье анализируется влияние полых корундовых микросфер (HCM) как на физико-механические свойства (плотность, скорость ультразвукового импульса, модуль упругости и прочность на сжатие), так и на термостойкость огнеупора. Среднецементный бетон с бокситовым заполнителем. Кроме того, в статье представлены результаты сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) HCM и огнеупорных литых образцов.Установлено, что замена боксита фракции 0–0,1 мм на ГКМ (2,5%, 5% и 10% от массы сухой смеси) не оказала существенного влияния на плотность и прочность на сжатие отливки, в то время как модуль упругости снизился на 15%. Значения скорости ультразвукового импульса ( Vup ) и визуальный анализ образцов после термоциклирования показали, что небольшое количество HCM в составе огнеупорного литого материала может уменьшить образование и распространение трещин и, таким образом, повысить его термостойкость.

Ключевые слова: огнеупор , полые микросферы корунда, бокситовый заполнитель, термостойкость

1. Введение

Большинство высокотемпературных процессов в промышленных печах сочетаются с циклами нагрева и охлаждения. В этих случаях огнеупорные материалы во время работы подвергаются воздействию температурного градиента, что вызывает термические напряжения и повреждение материала. Поэтому долговечность футеровки в значительной степени зависит от термостойкости огнеупорных материалов, используемых в тепловых агрегатах.Термостойкость отливки зависит от многих факторов: химического состава, микроструктуры, фазового превращения при высокой температуре в процессе обжига и др. [1,2].

Авторы [3] отмечают, что около трети огнеупоров выходят из строя из-за недостаточной термостойкости. Разрушение огнеупорного материала рассматривается как двухэтапный процесс, включающий образование трещины, ее дальнейший рост и распространение. На основе термоупругой теории зарождения трещин отношение напряжения к модулю упругости (σ / E) используется для оценки способности материала противостоять зарождению трещин [4,5].Это означает, что более прочный материал с более низким модулем упругости будет иметь более высокое термическое сопротивление. В то же время характеристики микроструктуры материала позволяют контролировать распространение трещин [6,7,8]. Таким образом, формирование гетерогенной структуры путем объединения компонентов с довольно разными коэффициентами теплового расширения позволяет получить систему микроструктурных мелких трещин, которые снижают модуль упругости и эффективно препятствуют распространению более крупных трещин [5,9].Отмечено, что термостойкость материала можно улучшить, создав фрагментарную структуру [10] и армировав ее волокнами различной природы: металлическими, керамическими и углеродными [11,12]. Структура контролируемой фрагментации более подвижна, и зерна и кристаллы в такой структуре могут свободно расширяться, не вызывая дополнительных напряжений. Поскольку армирующие включения часто имеют более высокую прочность, чем огнеупорная матрица, они не только препятствуют распространению трещин в материале, но и препятствуют разрушению композита.

Наличие пор не только улучшает термическое сопротивление материала, но также снижает уровни напряжений и замедляет распространение микротрещин [13,14]. Такая положительная роль пор достигается, если они имеют округлую форму и достаточно большие размеры. Поры правильной сферической формы могут значительно снизить уровень концентрации напряжений, поскольку распространение трещины, попадающей в пору, прекращается или приостанавливается.

С точки зрения повышения термостойкости огнеупоров за счет предотвращения образования трещин, определенный положительный эффект может быть достигнут при использовании добавок с частицами сферической формы, таких как полые корундовые микросферы (HCM), которые также имеют низкую термическую стойкость. электропроводность и низкая спекаемость [15,16].Авторы [17] обнаружили, что HCM улучшают сопротивление термическому удару муллитовых отливок и объясняют этот эффект сильным сцеплением на границе раздела микросфер и матрицы, когда распространение трещины останавливается в микросфере корунда. Также обнаружено, что добавление HCM положительно влияет на прочность различных типов материалов. Авторы [18] обнаружили, что добавка микропористого корунда способствует повышению прочности огнеупорных литейных изделий со шпинелью. Исследование модифицированных корундом огнеупоров [19] показало, что чем меньше размер корундовых сфер (изучались сферы размером от 100 до 2000 мкм), тем сильнее их влияние на повышение прочности огнеупора.

Термостойкость огнеупоров определяется с помощью испытаний, в которых материал нагревается и охлаждается, и количество циклов, которые материал может выдержать до разрушения и без растрескивания, принимается за его сопротивление термическому удару. Однако экспериментальный метод оценки термостойкости является дорогостоящим и трудоемким [20]. Уровень деградации образцов также можно контролировать до и во время испытания с помощью неразрушающего контроля, такого как метод измерения скорости ультразвуковых импульсов [21].Образование трещин оказывает значительное влияние на скорость ультразвука и модуль Юнга огнеупоров. Выявленная корреляция между термомеханическими свойствами Вуп , микроструктурой и характером распространения трещин позволяет прогнозировать термостойкость материала без проведения большого количества экспериментальных циклов.

В экспериментах, описанных в этой статье, добавление микросфер корунда было использовано для улучшения как физических, так и механических свойств, а также термического сопротивления среднецементных бетонных смесей с бокситовым заполнителем.

2. Материалы и методы

Для изготовления образцов использовались следующие материалы.

Цемент высокоглиноземистый Горкал-70 (G70) (химический состав, мас.%: Al ₂ O ₃ —71,0; CaO — 28,0; SiO ₂ —0,5, Fe ₂ O ₃ — 0,4 Площадь поверхности по Блейну 450 м ² / кг, насыпная плотность 1100 кг / м ³ ) производства Górka Cement Sp. зоопарк. (Тшебиня, Польша).

Microsilica (MC) RW-Fuller (химический состав, мас.%: SiO ₂ —96.1, Al ₂ O ₃ —0,2, Fe ₂ O ₃ —0,1, C — 0,6, CaO — 0,3, MgO — 0,4, K ₂ O — 1,2, Na ₂ O— 0,1 и SO ₃ -0,3) производства RW Silicium GmbH (Покинг, Германия).

Реактивный оксид алюминия (RA) CTC 20 (химический состав, мас.%: Al ₂ O ₃ —99,7; Na ₂ O — 0,1; Fe ₂ O ₃ —0,03; SiO ₂ -0,03 и CaO-0,02 (площадь поверхности Блейна 2100 м ² / кг) производства Almatis (Людвигсхафен, Германия).

Оксид алюминия кальцинированный (CA) CT 19 (химический состав, мас.%: Al ₂ O ₃ —99,8; Na ₂ O — 0,1; Fe ₂ O ₃ —0,02; SiO ₂ -0,01 и CaO-0,03 (площадь поверхности Блейна 400 м ² / кг) производства Almatis (Людвигсхафен, Германия).

Боксит (химический состав, мас.%: Al ₂ O ₃ -81,7; SiO ₂ -10,0; TiO ₂ -4,4; Fe ₂ O ₃ -2,4; CaO-0,5; P ₂ O ₅ —0.3; K ₂ O-0,3; MgO — 0,2; ZrO ₂ -0,2; Na ₂ O 0,04; и SO ₃ -0,02) различных фракций использовали в качестве наполнителя Stanchem (Niemce, Польша).

Смеси были приготовлены с использованием следующих химических добавок: поликарбоксилатный эфир (PCE) Castament FS 20 производства BASF Construction Solutions GmbH (Троцберг, Германия) и триполифосфат натрия (TP) Na ₅ P ₃ O ₁₀ . В качестве наполнителя использовался боксит разной фракции.В экспериментальных составах 25%, 50% и 100% боксита фракции 0–0,1 мм (насыпная плотность 1770 кг / м 3 ³ ) заменены полыми корундовыми микросферами (Кит-Строй СПб, Санкт-Петербург, Россия) с размер частиц от 5 до 100 мкм (а), что соответствует 2,5%, 5% и 10% от массы сухой смеси. Насыпная плотность ГКМ 1750 кг / м 3 ³ .

Внешняя ( a ) и внутренняя ( b , c ) морфология HCM (изображения SEM).

Исследования SEM показали, что некоторые из HCM, использованные в этой работе, были надежными. У полых сфер толщина стенок варьировалась в широких пределах (б, в).

По результатам химического анализа (методом рентгенофлуоресцентной спектроскопии (XRF)) HCM на 99,0% состоит из Al ₂ O ₃ ; остальные — это SiO ₂ , Na ₂ O и ZrO ₂ (всего ~ 0,65%) и такие соединения, как MgO, P ₂ O ₃ , SO ₃ , K ₂ O, CaO, Fe ₂ O ₃ , ZnO, Ga ₂ O ₃ и Y ₂ O ₃ (~ 0.Всего 35%). Рентгеноструктурный анализ (XRD) показал, что основной фазой HCM является α-Al ₂ O ₃ тригональной кристаллической структуры, которая является стабильной формой оксида алюминия. На дифракционной кривой также видны рефлексы, которые можно отнести к кубической (γ-Al ₂ O ₃ ) и моноклинной (θ-Al ₂ O ₃ ) модификациям оксида алюминия, и рефлексы, типичные для SiO ₂ ().

Рентгенограмма дифракционной кривой HCM: α — α-Al ₂ O ₃ ; γ-γ-Al ₂ O ₃ ; θ-θ-Al ₂ O ₃ ; S-SiO ₂ .

Литейные смеси готовили с использованием питьевой воды. Составы огнеупоров приведены в.

Таблица 1

Состав огнеупоров.

Литейные сухие материалы перемешивали в течение 5 минут, затем добавляли воду и перемешивание продолжали еще 5 минут.Затем из приготовленной смеси формировали образцы размером 70 мм × 70 мм × 70 мм и выдерживали в форме в течение 24 ч. После этого образцы были извлечены, их кондиционировали в течение 2 дней при 20 ± 1 ° C и сушили при 110 ± 5 ° C.

Образцы (по 3 каждого состава) для испытаний физико-механических свойств согласно LST EN ISO 1927-6: 2013 обжигались при 1100 ± 5 ° C и 1300 ± 5 ° C. Прочность на сжатие определяли на прессе ALPHA3-3000S (Riedlingen, Германия).

Образцы для испытаний на термостойкость обжигались при 950 ° C.Термостойкость отливки была установлена ​​для 3 образцов каждого состава в соответствии с DIN 51068, в соответствии с которым образцы выдерживались в течение 15 мин при 950 ° C, а затем охлаждались в течение 3 мин в воде (цикл 1).

Разрушение материала оценивали с помощью ультразвуковых испытаний на образцах, подвергнутых термоциклированию (по 3 каждого состава). Скорость ультразвукового импульса (Vup, м / с) рассчитывалась по литературным данным [22].

Снижение прочности на сжатие было рассчитано в соответствии с уравнением (1):

где: 𝜎 ₀ — прочность образца на сжатие до воздействия на материал термоударного испытания, МПа; Вуп ₀ — продольная скорость до испытания, м / с; Вуп ₃₀ — продольная скорость после испытания (30 циклов), м / с; n — материальная постоянная (0.488) [23,24].

Модуль упругости был рассчитан по уравнению [25] для 3 образцов каждого состава:

E = Vup2 · ρ (1 + μ) (1−2μ) 1 − μ

(2)

где: Vup — скорость ультразвукового импульса, м / с; ρ — плотность, кг / м ³ ; и µ — коэффициент Пуассона 0,17 для всех бетонов.

Также для оценки термостойкости материала было рассчитано соотношение / E.

Анализ микроструктуры материалов был выполнен с помощью сканирующего электронного микроскопа SEM JEOL JSM-7600F (Токио, Япония) на расщепляемых поверхностях, предварительно покрытых проводящим слоем золота (установка для нанесения покрытий методом вакуумного напыления QUORUM Q150R ES, Quorum technologies, Laughton, UK ).

3. Результаты и обсуждение

Было обнаружено, что замена бокситовой детали такой же объемной плотности HCM не оказала существенного влияния на плотность бетонов после затвердевания при 20 ° C (~ 2730 кг / м ³ ), сушка при 110 ° C (~ 2650 кг / м ³ ) и после обжига при разных температурах (при 1100 ° C — ~ 2590 кг / м ³ и при 1300 ° C — ~ 2620 кг / м ³ ). Разница в средних значениях плотности не превышала 1%.

Механические испытания отливок показали (), что добавление до 5% HCM не оказало значительного влияния на прочность отливки.Можно отметить небольшое увеличение прочности на сжатие (CS) при 5% HCM после сушки и обжига при 1100 ° C, но разница с контрольным образцом не превышает 5%. У образцов с содержанием ГКМ до 10% более выраженная тенденция к снижению прочности отливок наблюдалась как после закалки и сушки, так и после обжига при 1100 и 1300 ° С. Это уменьшение может быть связано с кластеризацией частиц HCM и образованием большего количества пустот в матрице образца.

Зависимость прочности на сжатие (CS) отливки от количества HCM и температуры.

Литые составы, исследованные в данной работе, выдержали 30 циклов без значительных признаков разрушения. Однако при термоциклировании наблюдалось образование микро- и макротрещин на поверхности образцов, а длина и ширина трещин увеличивались с увеличением количества термических ударов. Разница в повреждении разных образцов хорошо заметна после 15 циклов, а после 30 циклов характер трещинообразования существенно не изменился. Наибольшее количество макротрещин () выявлено на поверхности контрольных образцов (К0), а также на образцах К10, содержащих наибольшее количество ГКМ (10 мас.% сухой смеси). Наименее повреждены образцы с более низким содержанием ГКМ 2,5% и 5% (К2,5 и К5).

( а ) Поверхности литейных образцов К0 и К2,5 после 3, 15 и 30 термических циклов. ( b ) Поверхности литейных образцов К5 и К10 после 3, 15 и 30 термических циклов.

Как целостность структуры материала, так и его плотность определяют скорость ультразвуковой волны в материалах: структурные повреждения нарушают распространение ультразвуковой волны и уменьшают ее скорость.Ультразвуковая волна в материале с дефектами отражается, преломляется и дифрагирует, что приводит к изменениям (уменьшению) скорости распространения ультразвуковых волн [26,27].

Падение Вуп после обжига при высоких температурах характерно для огнеупорных бетонов: увеличивается неравномерность микроструктуры из-за разрушения гидравлических связей и испарения химически связанных гидравлических фаз. Кривые изменения скорости ультразвукового импульса DV (%) в испытанных литейных образцах при термоциклировании представлены на рис.Большее снижение скорости ультразвукового импульса соответствует большему количеству микротрещин и других неоднородностей, возникающих в материале во время термоциклирования, и, соответственно, меньшей способности материала выдерживать термические удары.

Изменение скорости ультразвукового импульса (DV) при термоциклировании образцов с различным содержанием HCM.

На первом этапе термоциклирования у всех образцов наблюдалось резкое снижение Vup. Это уменьшение связано с образованием первых микротрещин в материале.Vup продолжал медленно и постепенно снижаться с увеличением количества термических циклов при дальнейших испытаниях, вызванных постепенной деградацией литейной структуры и накоплением микро- и макротрещин. Наиболее значительное снижение Vup (~ 50%) после 30 циклов наблюдалось для образцов K10, которые растрескались больше всего по сравнению с остальными образцами (). В образцах К2,5 и К5, на поверхности которых после 30 термических циклов образование макротрещин менее выражено, Vup снизился на ~ 40%.Контрольные образцы показали промежуточное значение снижения Vup, ~ 45%. Применяя уравнение (1), снижение прочности после 30 циклов для K0, K2,5, K5 и K10 достигает 83,8 ± 1,1 МПа, 86,0 ± 0,9 МПа, 88,9 ± 1,2 МПа и 69,9 ± 0,9 МПа соответственно. Результаты ультразвуковых испытаний скорости импульса и результатов расчета деградации прочности, а также визуальный анализ образцов во время термоциклирования () показывают, что небольшое количество HCM в огнеупорных литых изделиях может уменьшить образование и распространение трещин и, таким образом, повысить его сопротивление термическому удару.

Модуль упругости, рассчитанный по уравнению (2) для образцов K0, K2.5, K5 и K10, подвергнутых обжигу при 950 ° C, составил 35,4 ± 0,2 ГПа, 30,2 ± 0,3 ГПа, 33,0 ± 0,7 ГПа и 33,9 ± 0,1 ГПа соответственно. Результаты настоящей работы коррелируют с данными, приведенными в литературе. Исследователи [28] утверждают, что термостойкость огнеупоров улучшается за счет снижения модуля упругости.

Отношение напряжения к модулю упругости (σ / E), характеризует способность материала противостоять зарождению трещин и коэффициент прочности, показывающий теоретическое падение прочности материала на сжатие после термоциклирования для K0, K2.5, K5 и K10 достигают 3,2 ± 0,10, 3,6 ± 0,08, 3,5 ± 0,09 и 2,9 ± 0,06 соответственно. Эти результаты показывают, что более прочный материал (составы K0, K2,5 и K5,) с более низким модулем упругости (особенно K2,5) имеет более высокое термическое сопротивление.

Микроструктура огнеупоров исследована методом сканирующей электронной микроскопии. Проанализировано распределение УВМ в структуре отливки и в зоне контакта между УВМ и связующим (). В структуре литых образцов, содержащих до 5% ГКМ, наблюдалось достаточно равномерное распределение частиц, при этом каждая микросфера окружена слоем связующего, плотно прилегающим к поверхности частицы (а).Поскольку HCM инертны, они не вступают в реакцию со связующим. Об этом свидетельствует чистая, гладкая, неизменная поверхность частиц УВМ после затвердевания (а, б) и сушки отливки при 110 ° С (в, г), а также четко выраженная линия раздела между поверхностью УВМ и связующим. (г). Обжиг отливки при 950 ° C привел к изменению морфологии поверхности частиц (e, f) и образованию общих фаз в зоне контакта HCM-связующего (g), которые, в свою очередь, обеспечивают их сцепление. Дальнейшее изменение морфологии поверхности HCM и увеличение площади адгезии HCM со связующим (h, i) наблюдалось при более высокой температуре обжига 1100 ° C.При 1300 ° C спекание ГКМ с матрицей происходило по всей площади контакта (j, k). После трех термических циклов при 950 ° C на поверхности некоторых частиц ГКМ были обнаружены микротрещины (1). Можно предположить, что образование трещин и разрушение УВМ (предположительно тонкостенных микросфер) происходит под действием сжимающих напряжений, вызванных термической деформацией отливки при нагреве. Поскольку часть энергии расходуется на разрушение HCM, общий уровень напряжения снижается, и, таким образом, в затвердевшем цементном тесте образуется значительно меньше микротрещин.Также можно предположить, что правильная сферическая форма частиц УВМ имеет положительный эффект. Концентрация напряжений обычно возникает в местах дефектов конструкции. Правильная сферическая форма имеет самый низкий коэффициент концентрации напряжений по сравнению с другими формами. Таким образом, равномерно распределенные в матрице микросферы действуют не только как ловушки для трещин, препятствующие распространению трещин, но также снижают уровень концентрации напряжений и более эффективно подавляют распространение микротрещин на границе раздела связующего и HCM.

СЭМ-изображения структуры огнеупоров, содержащих 5% и 10% HCM после закалки при 20 ° C ( a , b ), сушки при 110 ° C ( c , d ), обжига при 950 ° C ( e — г ), 1100 ° C ( h , i ) и 1300 ° C ( j , k ) и после 3 и 15 термических циклов ( л , м, ).

Более высокая встречаемость кластеров микросфер наблюдалась в бетонах, содержащих большее количество HCM (10%).В этом случае матрица не полностью покрывает поверхность частицы, и между частицами остаются промежутки или между частицами образуется тонкий слой матрицы, который разрушается при деформации бетона при термических нагрузках, в результате чего образуются полости (b ). Таким образом, в матрице в месте скопления микросфер образуется более крупная пустота неправильной формы вместо регулярной сферической пустоты, уменьшая таким образом положительный эффект от добавления ГКМ. Также было определено, что при термоциклировании макротрещины проходят через кластеры УВМ и присоединяются к пустотам, образовавшимся в структуре (m).Как известно, наличие больших, неравномерно распределенных пустот в объеме материала ухудшает механические свойства отливки. Это ухудшение иллюстрируется уменьшением CS и сниженной стойкостью к термическому удару отливки, содержащей 10% HCM.

4. Выводы

В настоящей работе было изучено влияние полых корундовых микросфер (HCM) как на физико-механические свойства, так и на термостойкость огнеупорных среднецементных смесей с бокситовым заполнителем.Испытание на закалку в воде и метод неразрушающего ультразвукового контроля вместе с расчетным ухудшением прочности и отношением σ / E использовались для оценки и сравнения термостойкости огнеупорного литого материала. На основании результатов экспериментальных исследований, описанных в данной статье, были сделаны следующие выводы:

Добавление 2,5% и 5% HCM размером 0–100 мкм улучшает термическое сопротивление огнеупорного литого на основе глинозема цемента без значительного влияния на его плотность и сжатие. Прочность: по сравнению с эталонными образцами для этих серий образцов визуальным контролем при испытании на закалку водой до 30 циклов было установлено появление меньшего количества внешних трещин, в то время как меньшее падение скорости ультразвуковых импульсов выявило меньшее количество внутренних повреждений.Отношение напряжения к модулю упругости (σ / E), характеризующее способность материала противостоять зарождению трещин и деградации прочности, показывающее теоретическое падение прочности материала на сжатие после термоциклирования, было улучшено примерно на 12% и 10% соответственно. . Наиболее вероятный механизм увеличения термического сопротивления — снижение концентрации напряжений в материале за счет правильной сферической формы ГКМ.

Наблюдалось ухудшение параметров термостойкости и прочности на сжатие при увеличении массовой доли УВМ в отливке до 10%: появление внешних трещин было сопоставимо с таковыми у контрольных образцов, тогда как другие параметры (Vup, σ / E , и деградация прочности) были еще хуже.Такой эффект ухудшения может быть связан с кластеризацией частиц ГКМ в матрице, которая наблюдалась при микроструктурном анализе, и, с точки зрения непрерывности матрицы материала, может рассматриваться как образование более крупных неравномерно распределенных полостей неправильной формы, которые могут вызывают повышение уровня концентрации стресса.

Благодарности

Работа поддержана Литовским научным советом (LMTLT) по контракту № S-MIP-19-41.

Вклад авторов

Концептуализация, Р.S. and J.M .; методология, Я.Ш. и В.А .; проверка, Р. и J.M .; формальный анализ, J.M. and J.S .; расследование, J.M. and J.S .; ресурсы, R.S. и В.А .; курирование данных, J.M. and J.S .; письменная — подготовка оригинального черновика, Р.С. и J.M .; написание — рецензирование и редактирование, J.Š. и В.А .; визуализация, J.M. and J.S .; надзор, В.А .; администрация проекта, Р.С. и В.А .; привлечение финансирования, В.А. Все авторы прочитали и согласились с опубликованной версией рукописи.

Финансирование

Это исследование финансировалось Литовским научным советом (LMTLT) по контракту No.С-МИП-19-41.

Заявление институционального наблюдательного совета

Не применимо.

Заявление об информированном согласии

Не применимо.

Заявление о доступности данных

Не применимо.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Сноски

Примечание издателя: MDPI остается нейтральным в отношении юрисдикционных претензий на опубликованных картах и ​​филиалов организаций.

Список литературы

. DOI: 10.1155 / 2019/26

. [CrossRef] [Google Scholar] 27. Boccaccini D.N., Romagnoli M., Kamseu E., Veronesi P., Leonelli C., Pellacani G.C. Определение термостойкости огнеупорных материалов путем измерения скорости ультразвуковых импульсов. J. Eur. Cer. Soc. 2007; 27: 1859–1863. DOI: 10.1016 / j.jeurceramsoc.2006.05.070. [CrossRef] [Google Scholar] 28. Щерба Я., Педзича З., Никиель М., Капусцинска Д. Влияние морфологии сырья на свойства магнезиально-шпинелевых огнеупоров.J. Eur. Ceram. Soc. 2007; 27: 1683–1689. DOI: 10.1016 / j.jeurceramsoc.2006.04.145. [CrossRef] [Google Scholar]

Количественное описание причин цвета в корунде

Рис. 6. Слева: цветные круги поверхностной плотности хромофора V

под источником света D65. Обратите внимание на значительную разницу в цвете между цветом E⊥c, который является серовато-синим, и цветом E || c, который является довольно зеленым при более низких концентрациях. Как и в случае Cr

, разница в цвете E⊥c и E || c значительна.Справа: цветные круги сравнения источников света хромофора V

для источников света A и D65. Для двух ориентаций (E || c и E⊥c + E || c) разница в оттенках A и D65 и источников света определенно кажется достаточно значительной, чтобы квалифицировать это как драгоценный камень, меняющий цвет.

На рис. 6 (слева) показаны три набора цветных кругов для E⊥c, E || c и E⊥c + E || c при освещении D65 для V ³⁺ . Существует значительная разница в оттенках между цветом E⊥c, который является серовато-синим, и цветом E || c, который отчетливо зеленый при более низких концентрациях.Почти такая же разница в цвете существует между цветом E⊥c и цветом E⊥c + E || c. Поэтому цвет ограненного камня может сильно отличаться в зависимости от ориентации огранки. Хотя различия оттенков между цветом E⊥c и цветом E || c для Cr ³⁺ , проиллюстрированные в предыдущем разделе, безусловно, заметны, разница в оттенках для V ³⁺ , показанная в этом разделе, очень существенная.

На рис. 6 (справа) представлены данные E⊥c, E || c и E⊥c + E || c для источников света A и D65.В то время как все три ориентации показывают заметную разницу в оттенках для двух источников света, цвет E || c и цвет E⊥c + E || c демонстрируют очень сильную разницу в оттенках, которая при правильной огранке определенно может считаться драгоценным камнем, меняющим цвет. . Разница в оттенках в этих ориентациях возникает из-за того, что источник света D65 богаче от синего до зеленого длин волн, чем источник света A. Следовательно, камень пропускает больше зеленого света при освещении D65, придавая камню более зеленый оттенок. Источник света A более богат от оранжевого до красного длин волн, поэтому камень пропускает пропорционально больше этих длин волн, придавая камню пурпурный цвет.Учитывая разницу в оттенках, было бы интересно вырезать из этого синтетического кристалла несколько ограненных камней и поискать необычно окрашенные натуральные изделия с высоким V из Мьянмы.

Fe

Железо почти повсеместно присутствует в драгоценном корунде и присутствует в очень широком диапазоне концентраций от менее нескольких частей на миллион до почти 5000 частей на миллион. Хотя это затрудняет определение характеристик, тот факт, что Fe ³⁺ может существовать как одиночные ионы, заменяющие алюминий, ионные пары Fe ³⁺ и, возможно, более крупные кластеры Fe ³⁺ , создают еще большие проблемы.Поскольку спектр Fe ³⁺ состоит из всех этих частиц, индивидуальные концентрации которых зависят нелинейным образом от общей концентрации железа в образце, зависимость спектра от концентрации может быть довольно сложной (Ferguson and Fielding, 1971 и 1972; Кребс и Майш, 1971). Помимо этих проблем, хромофор Fe ³⁺ является самым слабым хромофором в природном корунде. Его пиковое сечение поглощения при 450 нм в видимой области не превышает 2.5 × 10 ^–20 см ² ± 8,0% и довольно узкий. Таким образом, для характеристики спектров требуется множество образцов с широким диапазоном общих концентраций Fe ³⁺ .

Непосредственно выращивание синтетического сапфира при температуре его плавления (~ 2050 ° C), легированного железом, ограничено тем фактом, что железо и его оксиды имеют очень высокое давление пара при этой температуре и, таким образом, испаряются из расплава. Это накладывает практический предел в несколько сотен ppma железа для кристаллов, выращенных таким образом.Рост потока при температурах 900–1300 ° C может показаться привлекательной альтернативой, и он был опробован (Ferguson and Fielding, 1972), однако в применяемой спектроскопии по-прежнему использовались только природные кристаллы. Другая проблема заключается в том, что доля пар и более крупных кластеров, безусловно, будет зависеть от тепловой истории кристалла, которая не обязательно имитирует природу. По этим причинам мы также вынуждены использовать природные кристаллы для части нашей характеристики.

Рисунок 7.Спектры поперечного сечения пар Fe ³⁺ и Fe ³⁺ -Fe ³⁺ , измеренные в природном желтом сапфире из месторождения Субера в Квинсленде, Австралия, с чрезвычайно высокой концентрацией Fe ³⁺ , равной 4730 ppma . Также показан ненагретый австралийский желтый сапфир массой 2,33 карата, представляющий цвет, который будет воспроизводиться этим хромофором в отдельности. Фото Lotus Gemology; любезно предоставлено Терри Колдхэмом / Intogems PL.

На рисунке 7 показаны спектры поперечного сечения поглощения образца природного корунда с очень высокой концентрацией железа, определенной с помощью SIMS 4730 ppma, с общей суммарной погрешностью 8.0%, самая высокая концентрация среди наших образцов. Предел обнаружения для уровня достоверности 95% для Fe составил 0,003 ppma. Была выбрана самая высокая концентрация, так как сечения легче всего измерить. При такой высокой концентрации железа можно легко наблюдать и сравнивать слабые широкие особенности как поглощения E⊥c, так и E || c. Этот образец взят из месторождения Субера в Квинсленде, Австралия. Желтые сапфиры с аналогичной концентрацией железа обнаружены в месторождении Гарба-Тула в Кении, районе Чантабури в Таиланде и других месторождениях, содержащих щелочные базальты, но они не являются обычным явлением.Обычно такие сапфиры также содержат несколько частей на миллион пар Fe ²⁺ -Ti ⁴⁺ , которые изменяют желтый цвет на зеленовато-желтый, или они содержат несколько десятых частей на миллион пар h ^• -Fe ³⁺ пара, что добавляет золотисто-желтую окраску.

Спектры Fe ³⁺ , содержащего корунд, довольно сложны. На рисунке 7 узкие пики при 377 и 450 нм приписываются парам Fe ³⁺ -Fe ³⁺ , как и слабая, но широкая полоса при 540 нм.Узкий пик при 388 нм приписывается одиночным ионам Fe ³⁺ . Слабые, но широкие полосы при 700, 1050 и 1085 нм действительно поддаются количественной оценке только при высоких концентрациях Fe ³⁺ . Отсутствие температурной зависимости коэффициента поглощения этих полос означает, что они возникают от одиночных ионов Fe ³⁺ (Ferguson, Fielding, 1972). Также имеется широкая полоса при 330 нм, которая идентифицирована как парная полоса Fe ³⁺ -Fe ³⁺ , но она не видна в этом спектре.Это можно увидеть на двух спектрах, представленных на рисунке 8. Относительно узкие спектральные особенности при 377, 388 и 450 нм наблюдаются в спектрах большинства образцов корунда с концентрацией Fe 150 ppma или выше. Это связано с тем, что поглощение, коэффициент поглощения и поперечное сечение поглощения различных частиц являются аддитивными, и, таким образом, можно легко увидеть слабую узкую деталь поверх гораздо более сильной широкой полосы.

Рис. 8. В отличие от других хромофоров корунда, поперечное сечение хромофора железа зависит от концентрации железа.Здесь показаны сечения E⊥c для четырех различных концентраций Fe ³⁺ : 4730 ppma, 2960 ppma, 1320 ppma и 580 ppma.

Отношение пиков полосы 388 нм к полосе 377 нм резко меняется с концентрацией. Это связано с тем, что пик 388 в основном представляет собой один ион Fe ³⁺ , а пик 377 нм — это пара ионов Fe ³⁺ . Наши более ранние исследования около 40 различных природных образцов с широко варьирующимися концентрациями Fe ³⁺ показывают, что пиковый коэффициент поглощения при 450 нм, который представляет собой пару ионов, очень приблизительно увеличивается с C ^1.5 , где C — общая концентрация Fe ³⁺ . Это означает, что сечение поглощения полосы 450 нм увеличивается примерно пропорционально квадратному корню из C. Если бы не было концентрационной зависимости этого сечения, на рисунке 8 была бы одна кривая для E⊥c, как и мы. см. Cr ³⁺ и V ³⁺ . Эта зависимость поперечного сечения от концентрации в настоящее время изучается авторами с использованием более 100 природных образцов, проанализированных методом лазерной абляции с индуктивно связанной плазмой и масс-спектрометрией (LA-ICP-MS).

Поскольку сечение поглощения не зависит от концентрации железа, наше обычное представление цветных кругов как функции поверхностной плотности, ppma-cm, не является достоверной характеристикой. Таким образом, мы представляем несколько цветных кружков E⊥c при нескольких фиксированных концентрациях и в зависимости от длины пути через образец. На рисунке 9 (слева) сравниваются цветные круги E⊥c для освещения D65. На рисунке 9 (справа) также показаны те же цветные круги, но под источником света A. Fe ³⁺ существует в корунде природного драгоценного камня в гораздо более широком диапазоне концентраций, чем любой другой хромофор.При концентрации в несколько тысяч ppma Fe действительно вызывает сильно окрашенный желтый сапфир. Однако это настолько слабый хромофор, что только при этих более высоких концентрациях он придает драгоценному камню сильный цвет. Для более подробного обсуждения цвета, вносимого железом, потребуется гораздо лучшая физическая модель железа в кристалле корунда, поскольку концентрация парных или более крупных кластеров также будет зависеть от термической истории образцов. Мы призываем наших коллег изучить этот вопрос.

Рис. 9. Цвет, обусловленный различной концентрацией железа и длиной пути сквозь камень. Хромофор железа очень слабый, поэтому для получения яркого цвета необходимы высокие концентрации. Также существует довольно заметная разница в цвете между осветительными приборами D65 и A.

THE Fe

Fe ²⁺ -Ti ⁴⁺ пара являются первичным хромофором голубого сапфира (Townsend, 1968; Mattson, Rossman, 1988; Moon and Phillips, 1994).Химия дефектов, которая создает эту пару, интересна. Титан в корунде является донором, а железо в корунде может быть акцептором. Они электростатически притягиваются друг к другу и располагаются на соседних участках Al ³⁺ в кристалле, создавая донорно-акцепторную пару. Ни Fe ²⁺ , ни Ti ⁴⁺ сами по себе не имеют характеристик поглощения в видимой области. Ti ⁴⁺ представляет собой электронную конфигурацию с закрытой оболочкой, и ожидается, что Fe ²⁺ будет поглощать только в ближней инфракрасной области, но это поглощение еще не наблюдалось.Тем не менее, когда эти два иона расположены на соседних участках алюминия, возникают сильные полосы поглощения в видимой и ближней инфракрасной областях спектра. Для E⊥c пик полосы составляет 580 нм, а для E || c пик находится при 700 нм. В то время как теория уровней энергии отдельного иона переходного металла в кристалле достаточно хорошо развита, теория ионных пар или кластеров в кристалле — нет.

Наиболее часто предлагаемое объяснение спектров поглощения синих сапфиров — это объяснение межвалентного переноса заряда (IVCT) между двумя катионами следующим образом:

где hν — постоянная Планка h, умноженная на оптическую частоту ν.Это обычный способ указать, что фотон был поглощен, что привело к химической реакции.

Казалось бы, просто определить сечения поглощения этого перехода, просто проанализировав довольно однородный кусок природного синего сапфира и измерив концентрации Fe и Ti, чтобы определить концентрацию пар Fe ²⁺ -Ti ⁴⁺ . Однако, как обсуждалось в другом месте (Emmett et al., 2017b), трудно точно определить количество доступного титана, [Ti] _{, доступного} , для соединения с Fe ²⁺ , создавая синий цвет.Поскольку донорное состояние Si находится выше донорного состояния Ti в запрещенной зоне корунда, оно предпочтительно будет спариваться с акцепторами, такими как Mg и Ni. Таким образом, Ti, доступный для соединения с Fe, можно выразить как:

[Ti] _{доступно} = [Ti] + [Si — Mg — Ni] для [Si — Mg — Ni]

[Ti] _{в наличии} = [Ti] для [Si — Mg — Ni] ≥ 0

Обратите внимание, что квадратные скобки вокруг ионов обозначают атомные концентрации. Стандартное отклонение (SD) [Ti] _{доступно} — это квадратный корень из суммы квадратов SD для Ti, Mg, Ni и Si.Таким образом, стандартное отклонение [Ti] _{доступного} может быть очень большим, часто превышающим само значение, что затрудняет точную оценку [Ti] _{доступного} .

Также казалось бы простым вырастить синтетический кристалл, легированный только Fe и Ti, измерить концентрации и рассчитать концентрацию пар Fe ²⁺ -Ti ⁴⁺ . Такие кристаллы были выращены Миланом Кокта на фабрике по выращиванию кристаллов Union Carbide Corporation в 1980-х годах для получения синтетического драгоценного материала.Однако при использовании синтетических кристаллов возникли две проблемы. Во-первых, при температуре роста сапфира по Чохральскому (~ 2050 ° C) пары Fe ²⁺ -Ti ⁴⁺ в значительной степени диссоциируют. Они лишь частично реформируются, поскольку камень остывает в течение дня или двух от температуры роста. Таким образом, пар меньше, чем предполагают концентрации [Fe] и [Ti], и мы не могли определить, какая доля возможных пар действительно присутствовала.

В природе температура роста намного ниже, поэтому диссоциация меньше, а охлаждение, по-видимому, чрезвычайно медленное, поэтому пары должны формироваться более полно.В таком случае концентрация пар должна определяться концентрациями ионов.

Чтобы воссоздать пары, мы нагревали синтетические кристаллы на воздухе в течение нескольких тысяч часов. Температура 750 ° C была выбрана достаточно низкой, чтобы многие пары могли переформироваться, но достаточно высокой, чтобы коэффициенты диффузии ионов оставались достаточно большими, чтобы кластеризация происходила с некоторой конечной скоростью. Коэффициенты поглощения повторно измеряли с интервалами 50 и 100 часов для отслеживания увеличения.Этот процесс продолжался до тех пор, пока не было замечено дальнейшего увеличения с течением времени, и, таким образом, не было достигнуто равновесие. Для наших образцов с наибольшей концентрацией Ti равновесие было достигнуто через 1500 часов, причем коэффициент поглощения при 580 нм был в 2–2,5 раза выше, чем до термообработки. Вероятно, что при дальнейшем понижении температуры и значительном увеличении времени образуется несколько дополнительных пар. Трудно оценить, какой процент мы достигли от концентрации низкотемпературных равновесных пар.

Другая проблема, связанная с ростом синтетических кристаллов, легированных Fe ²⁺ -Ti ⁴⁺ , заключается в определении того, какая часть железа в кристалле фактически находится в растворе, а не в виде микроскопических частиц железа. Под парциальным давлением кислорода при выращивании по методу Чохральского из иридиевого тигля все присутствующее железо может быть не трехвалентным и, следовательно, растворимым в расплаве. Мы наблюдали микроскопические кристаллы железа в некоторых синтетических кристаллах, легированных Fe-Ti. В настоящее время у нас нет надежного способа определить, какая часть железа в кристалле действительно находится в растворе как Fe ³⁺ .Однако синтетические кристаллы дали нам очень качественные спектры E⊥c и E || c без помех от высоких концентраций железа и других микроэлементов (Si, Cr, V и Ni).

Чтобы добиться достаточно хорошего приближения сечений пары Fe ²⁺ -Ti ⁴⁺ , мы выбрали комбинацию как синтетических кристаллов, так и природных кристаллов. Изучив широкий спектр природных кристаллов, мы выбрали сапфиры Yogo из-за их довольно высокой оптической и химической однородности, которая намного превосходит все другие природные кристаллы, которые мы изучили, а также из-за того, что в этом материале нет полосы поглощения 880 нм.Поскольку синтетические кристаллы не влияют на форму спектра от других хромофоров, они использовались для точного определения формы спектров поглощения пары Fe ²⁺ -Ti ⁴⁺ .

Мы тщательно измерили микроэлементный состав 14 сапфиров Його с помощью SIMS в Калифорнийском технологическом институте. Метод ВИМС дает наименьшие стандартные отклонения наших текущих методов измерения, и только ВИМС может количественно определить Si. Эти анализы обеспечили точные определения Fe, Ti, Mg, Si, Ni, Cr и V.Пределы обнаружения Cr, V и Fe были указаны ранее, а определенные пределы обнаружения для Ti, Mg, Si и Ni составили 0,039, 0,001, 0,552 и 0,030 ppma соответственно. Более высокий предел обнаружения Si частично связан с его большим значением RSF, но в основном из-за сложности удаления всех следов Si из камеры и масс-спектрометра. Поскольку [Si — Mg — Ni] всегда отрицателен для сапфиров Yogo из-за их высоких концентраций Mg (~ 100 ppma), доступный [Ti] , как указано выше, был рассчитан как

[Ti] _{доступно} = [Ti] + [Si] — [Mg] — [Ni]

Спектры поглощения 14 образцов Yogo были измерены, и вклады Cr ³⁺ и V ³⁺ были вычтены из каждого с использованием ранее определенных сечений поглощения Cr ³⁺ и V ³⁺ .Форма оставшейся полосы поглощения Fe ²⁺ -Ti ⁴⁺ близко соответствовала форме, определенной для синтетических кристаллов. Полученные сечения поглощения показаны на рисунке 10. Формы полос получены от синтетических кристаллов, а значения пиков полос определены из средних значений для 14 исследованных кристаллов Yogo. Определенное таким образом пиковое сечение поглощения E⊥c при 580 нм составляет 1,94 × 10 ^–18 см ² ± 25%.

Рисунок 10.Спектры поперечного сечения хромофора Fe ²⁺ -Ti ⁴⁺ , измеренные из синтетического голубого сапфира, выращенного методом Чохральского. Также показан тонкий 4,10 каратный ненагретый синий сапфир Шри-Ланки, представляющий цвет, который будет производиться изолированным хромофором Fe ²⁺ -Ti ⁴⁺ . Фото Lotus Gemology; любезно предоставлено Ruby N ’Sapphire.

Эти спектры заканчиваются при 330 нм в УФ. Это было необходимо, потому что первая полоса переноса заряда O → Fe ³⁺ (Типпинс, 1970) имеет максимум при 259 нм.Мы определили сечение пика для этого перехода как 1.66 × 10 ^–17 см ² , что очень велико. Наклонный край полосы на длинноволновой стороне этой полосы смешивается с коротковолновой стороной пары Fe ²⁺ -Ti ⁴⁺ и быстро превышает динамический диапазон спектрофотометра. Таким образом, мы завершили спектры Fe ²⁺ -Ti ⁴⁺ до того, как поглощение переноса заряда стало значительным.

В ходе нашего исследования полосы Fe ²⁺ -Ti ⁴⁺ во многих природных сапфирах из многих мест мы обнаружили некоторые, у которых поперечные сечения Fe ²⁺ -Ti ⁴⁺ кажутся намного больше. (в два или три раза), чем те, которые определены здесь с использованием синтетических сапфиров и сапфиров Yogo.Почти все эти образцы, не относящиеся к Yogo, содержат очень высокое содержание железа и значительное количество ОН, как показали измерения FTIR. Мы не знаем, является ли это правильным определением и, таким образом, представляет собой улучшенное поперечное сечение Fe ²⁺ -Ti ⁴⁺ из-за присутствия пар или кластеров железа с Ti ⁴⁺ , или это является результатом тот факт, что наши химические анализы измеряют только очень тонкий слой на поверхности камня, а не его объемный состав. Многие из этих образцов, демонстрирующие аномальные поперечные сечения Fe ²⁺ -Ti ⁴⁺ , сильно окрашены в цветовые зоны, что означает, что концентрация пар Fe ²⁺ -Ti ⁴⁺ вдоль оптического пути может существенно различаться, что-то наши измерения на уровне поверхности не смогли бы уловить.Определенно необходимы дополнительные исследования по этой теме.

Интересно отметить, что в синтетических кристаллах и кристаллах Yogo пик сечения E⊥c при 580 нм составляет 1,94 × 10 ^–18 см ² ± 25% примерно в 12 раз больше, чем у Cr ³⁺ при 560 нм. Большое поперечное сечение и ширина полосы в видимой области делают пару Fe ²⁺ -Ti ⁴⁺ сильным хромофором. Менее одной десятой его количества по отношению к Cr ³⁺ необходимо для получения сильного окрашивания.

Рис. 11. Слева: цветные круги поверхностной плотности под источником света D65 хромофора Fe ²⁺ -Ti ⁴⁺ . Как и в случае хромофора Cr ³⁺ , цвета E⊥c и E || c довольно различны. Это связано с тем, что спектр поглощения E⊥c более эффективно блокирует сине-зеленую и зеленую части спектра, чем спектр E || c, таким образом передавая более чистый синий цвет. Справа: цветные круги сравнения освещения хромофора Fe ²⁺ -Ti ⁴⁺ .Хотя цветовые различия, показанные между источниками света D65 (дневной свет) и A (вольфрамовая лампа), не являются существенными, цветные круги для источника света D65 показывают более светлый, более яркий синий цвет в результате большей части синего света в спектре D65.

На рисунке 11 представлены цветные кружки, рассчитанные на основе определений поперечного сечения. Как и при обсуждении хромофора Cr ³⁺ , мы использовали поверхностную плотность в ppma-cm для представления данных. На рисунке 11 (слева) показаны три набора цветных кругов для E⊥c, E || c и E⊥c + E || c при освещении D65.Как мы видели с хромофором Cr ³⁺ , цвета E⊥c и E || c довольно различны. Это связано с тем, что спектр поглощения E⊥c более эффективно блокирует сине-зеленую и зеленую части спектра, чем спектр E || c, таким образом передавая более чистый синий цвет.

На рис. 11 (справа) сравнивается цвет, наблюдаемый под источниками света A и D65. Хотя цветовые различия, показанные между источниками света D65 (дневной свет) и A (вольфрамовая лампа), не являются существенными, цветные круги для источника света D65 имеют более яркий синий цвет, что является результатом большей доли синего света в спектре D65.

ХРОМОФОРЫ В ЗАКРЫТЫХ ОТВЕРСТИЯХ

Когда концентрация магния и никеля превышает сумму концентраций кремния, титана и водорода, в образце корунда преобладает акцептор. Если это происходит в относительно окислительной окружающей среде, или если камень подвергается термообработке на воздухе или в кислороде, избыток акцепторов будет компенсирован за счет захваченных отверстий.

ч ^• = [акцепторы] — [доноры] = [Mg + Ni] — [Si + Ti + H]

Если образец также содержит железо, но не хром, может образоваться пара h ^• -Fe ³⁺ , что приведет к сильному желтому окрашиванию.Если вместо этого образец содержит только хром, может образоваться пара h ^• -Cr ³⁺ , что приведет к ярко-оранжевой окраске. Если образец содержит как Fe ³⁺ , так и Cr ³⁺ , отверстие будет предпочтительно соединяться с Cr ³⁺ . Связь отверстия с Fe ³⁺ или Cr ³⁺ необычна, поскольку оба изоэлектронны с Al ³⁺ в решетке корунда. Однако изоэлектронные примеси, которые захватывают электроны, дырки или экситоны, хорошо известны в широкозонных полупроводниках (Pajot and Clerjaud, 2013).Изоэлектронные ловушки в широкозонных оксидах были исследованы как экситонные ловушки, которые могут значительно увеличить флуоресценцию от УФ-возбуждения (Shtepliuk et al., 2011; Zorenko et al., 2011).

Для изучения хромофоров, состоящих из захваченных дырок в паре с Fe ³⁺ или Cr ³⁺ , два кристалла были выращены методом Чохральского в компании St. Gobain Crystals and Detectors; один был легирован только железом и магнием, а другой — только хромом и магнием.При выращивании кристалл, содержащий железо и магний, имел ярко-оранжево-желтый цвет, а кристалл, содержащий хром и магний, имел ярко-оранжевый цвет. Концентрации с общей комбинированной неопределенностью для кристалла h ^• -Fe ³⁺ составили Fe = 180 ± 7,7% и Mg = 2,13 ± 9,2%. Если бы в этом кристалле присутствовали поддающиеся количественной оценке концентрации Si и Ti, то общий доступный Mg и связанную с ним общую комбинированную ошибку пришлось бы скорректировать с учетом этих ионов. Однако содержание как Si, так и Ti было ниже пределов количественного определения, что избавляло от необходимости учитывать эти следовые элементы.Для кристалла h ^• -Cr ³⁺ концентрация Cr с общей комбинированной неопределенностью составляла 12,6 ± 7,7%, а концентрация Mg с общей комбинированной неопределенностью составляла 0,813 ± 9,8%. не нужно было учитывать Ti и Si, которые будут собирать доступный Mg. После выращивания кристаллы отжигали в кислороде при 1750 ° C в течение 10 часов, чтобы гарантировать, что заряд всего магния компенсируется дырками. Предыдущие эксперименты в различных условиях показали, что это условие отжига максимизирует концентрацию дырок.Полученные кристаллы были более глубокого желтого, почти золотистого цвета (железо и магний) и более глубокого оранжевого цвета (хром и магний).

Представленные поперечные сечения этих двух хромофоров определены из спектров поглощения, записанных на этих образцах с двойным легированием. Поскольку образец h ^• -Fe ³⁺ также сам по себе содержит хромофор Fe ³⁺ , этот спектр был вычтен перед вычислением поперечного сечения h ^• -Fe ³⁺ .Поскольку хромофор Fe ³⁺ настолько слаб, он только изменяет цвет, производимый хромофором h ^• -Fe ³⁺ при высоких концентрациях Fe ³⁺ . Точно так же, поскольку образец h ^• -Cr ³⁺ также содержит хромофор Cr ³⁺ сам по себе, этот спектр был вычтен перед вычислением поперечного сечения h ^• -Cr ³⁺ . Однако Cr ³⁺ является умеренно сильным хромофором, и, следовательно, любой драгоценный камень, содержащий хромофор h ^• -Cr ³⁺ , также будет иметь компонент от розового до красного только от Cr ³⁺ .Именно эти два хромофора вместе создают великолепный розовато-оранжевый сапфир падпараджа .

Рис. 12. Спектры поперечного сечения хромофора h ^• -Fe ³⁺ , измеренные из синтетического желтого сапфира, выращенного методом Чохральского. Также показан ненагретый желтый сапфир Шри-Ланки весом 11,41 карата, представляющий цвет, который будет воспроизводиться изолированным хромофором h ^• -Fe ³⁺ . Фото Lotus Gemology; любезно предоставлено Ф.М. Самоцветы.

Спектр на рисунке 12 показывает сечения поглощения для E⊥c и E || c образца, вырезанного из кристалла, содержащего железо и магний. Обратите внимание на чрезвычайно большое поперечное сечение хромофора h ^• -Fe ³⁺ , 1,3 × 10 ^–17 см ² ± 12,0%, что примерно в 6,8 раз больше, чем измерено для Fe ²⁺ — Пара Ti ⁴⁺ или примерно в 80 раз больше, чем у Cr ³⁺ . Таким образом, в корунде это очень сильный хромофор.H ^• -Fe ³⁺ и h ^• -Cr ³⁺ — самые сильные хромофоры в видимой области спектра для корунда. Как обсуждалось в разделе, посвященном парному хромофору Fe ²⁺ -Ti ⁴⁺ , спектр хромофора h ^• -Fe ³⁺ заканчивается на длине волны 330 нм, чтобы избежать помех со стороны O → Fe ³⁺ лента для переноса заряда. В этом нет необходимости для спектров h ^• -Cr ³⁺ , поскольку первая полоса O → Cr ³⁺ находится значительно ниже 200 нм (Типпинс, 1970).

Рис. 13. Слева: цветные круги поверхностной плотности для хромофора h ^• -Fe ³⁺ . Справа: сравнение с освещением хромофора h ^• -Fe ³⁺ . Небольшое изменение цвета наблюдается при изменении источника света для всех ориентаций.

На рисунке 13 представлены цветные кружки для пар h ^• -Fe ³⁺ . Спектры E⊥c и E || c очень похожи. Таким образом, цветные круги E⊥c, E || c и E⊥c + E || c при освещении D65, показанные на рисунке 13 (слева), также похожи, в отличие от некоторых других хромофоров, которые мы изучили.Здесь интересно отметить чрезвычайно небольшое количество пар h ^• -Fe ³⁺ , необходимых для создания яркого цвета. Для получения сильного окрашивания в образце толщиной 1 см необходимо всего несколько ppma, тогда как для получения аналогичного окрашивания потребуется около 3000 ppma одного Fe ³⁺ (см. Рисунок 9). Изучая цветные круги на рисунке 13 (справа) для двух разных источников света, D65 и A, мы видим, что цветовые различия для двух источников света больше, чем цветовые различия E⊥c и E || c.

Хромофор h ^• -Fe ³⁺ является основной причиной окраски желтых сапфиров из Шри-Ланки и других источников, где содержание железа не очень высокое. Это также иногда встречается в некоторых сапфирах с высоким содержанием железа из Таиланда, где камни с комбинацией двух хромофоров называются цветными сапфирами «Меконгский виски».

Рис. 14. Спектры поперечного сечения хромофора h ^• -Cr ³⁺ , измеренные из синтетического оранжевого сапфира, выращенного методом Чохральского.Также показан нагретый шри-ланкийский оранжевый сапфир массой 14,62 карата, представляющий цвет, который будет воспроизводиться изолированным хромофором h ^• -Cr ³⁺ . Фото Lotus Gemology; любезно предоставлено Ceylon Fine Gems.

На рис. 14 показаны сечения поглощения E⊥c и E || c парной системы h ^• -Cr ³⁺ . Снова обратите внимание на чрезвычайно большие поперечные сечения (1,3 × 10 ^–17 см ² ± 12,5%), которые по величине аналогичны сечениям пары h ^• -Fe ³⁺ .Эти две системы на сегодняшний день являются самыми сильными хромофорами корунда.

Рис. 15. Слева: цветные круги поверхностной плотности для хромофора h ^• -Cr ³⁺ . Справа: сравнение с освещением хромофора h ^• -Cr ³⁺ . Как и в случае хромофора h ^• -Fe ³⁺ , при изменении источника света для всех ориентаций наблюдается небольшое изменение цвета.

На рисунке 15 показаны цветные круги для пар h ^• -Cr ³⁺ .Слева показаны цветные кружки для E⊥c, E || c и E⊥c + E || c при освещении D65. Из цветных кругов видно, что этот хромофор демонстрирует небольшой дихроизм, поскольку круги E⊥c и E || c очень похожи по внешнему виду. Это происходит из-за того, что сильное поглощение присутствует ниже 560 нм как для E⊥c, так и для E || c. На рисунке 15 (справа) показаны цветные круги для источников света D65 и A. Имеется небольшая хроматическая разница в результате использования двух источников света. Цветные круги для источника света A, который содержит пропорционально больше желтого и красного света, могут быть немного ярче, чем их аналоги D65.

Поперечные сечения и цветные кружки, представленные для хромофора h ^• -Cr ³⁺ , относятся к самому хромофору и не включают вклад Cr ³⁺ . Поскольку Cr ³⁺ является умеренно сильным хромофором, очень мало требуется для изменения этих оттенков в сторону более чистого оранжевого. Концентрации всего 20–40 ppma Cr ³⁺ достаточно, чтобы вызвать заметный сдвиг цвета.

СРАВНЕНИЕ ХРОМОФОРОВ

Если внимательно присмотреться к спектрам поперечного сечения поглощения для различных хромофоров, можно увидеть широкий диапазон значений в видимой области спектра с коэффициентом примерно 500.Однако вариабельность «силы» хромофора еще больше, потому что ширина (полувысота полной ширины, FWHM) деталей поперечного сечения в видимом диапазоне изменяется от ~ 25 нм для Fe ³⁺ до ~ 250 нм. для пары Fe ²⁺ -Ti ⁴⁺ (см. вставку A). На рисунке 16 показаны приблизительные концентрации шести хромофоров, необходимые для создания примерно одинаковых уровней насыщенности цвета для E⊥c в образцах толщиной 1 см. Концентрации хромофоров были выбраны путем визуального сравнения цветных кругов и формирования консенсуса среди авторов относительно того, какие круги имеют схожие уровни насыщенности.Сравнение концентраций хромофора в ppma под каждым кружком подчеркивает довольно экстремальный диапазон «силы», который превышает коэффициент 1000.

Рис. 16. Эти цветные кружки показывают концентрацию каждого хромофора, необходимую для получения аналогичных уровней насыщения в корунде, тем самым демонстрируя резкую разницу в силе поглощения между каждым из хромофоров. Кружки представляют цвет, создаваемый каждым из хромофоров в образце толщиной 1 см, если смотреть вниз по оси c (ориентация E⊥c) при освещении CIE-D65.Концентрация хромофора варьируется от почти 3000 ppma для слабого поглотителя, такого как Fe ³⁺ , до примерно 2 ppma для сильного поглотителя, такого как h ^• -Cr ³⁺ .

Убеждение, что желтые сапфиры окрашиваются только железом с неопределенным «центром цвета» или без него (Schmetzer et al., 1983; Nassau, 1991), было порождено тем фактом, что наличие, сила и спектр поглощения h ^• -Fe ^{3+ хромофор} был неизвестен.Кроме того, аналитические методы, доступные до ВИМС и калиброванного ВИМС LA-ICP-MS с матрично подобранными стандартами, не позволяли проводить измерения вплоть до уровня ppma. Еще одним ключом к нашему нынешнему пониманию хромофоров в корунде была возможность выращивания синтетического сапфира, содержащего только один из хромофоров, которые мы хотели изучить. Это позволило нам подтвердить то, что мы наблюдали на природных образцах.

Определение сечений поглощения — мощный метод изучения цвета аллохроматических минералов, поскольку их величина дает информацию о типах присутствующих поглощающих частиц.Применение его к другим минералам может дать некоторые новые идеи. Наши текущие аналитические возможности по микроэлементам на уровне ppma или ниже обеспечивают критически важные возможности для поддержки таких исследований.

РС.Дубински — президент, главный геммолог и дизайнер ювелирных изделий Emily Emmett, Inc. в Нью-Йорке. Доктор Эмметт — директор отдела кристаллохимии в Браш-Прери, Вашингтон, и консультант GIA. Доктор Стоун-Сандберг — технический советник по образовательным вопросам GIA и технический редактор журнала Gems & Gemology , расположенного в Портленде, штат Орегон.

Авторы хотели бы выразить нашу признательность Тому Мозесу и Кену Скарратту за их долгосрочную поддержку, которая сделала эту работу возможной.Мы хотели бы поблагодарить наших многочисленных дискуссий с Джорджем Россманом, которые помогли решить ключевые технические проблемы. Мы очень ценим возможность представить некоторые из этих работ в книге Дика Хьюза Ruby & Sapphire: A Gemologist’s Guide , а также его поддержку этой публикации. Он и Вимон Манороткул также предоставили множество фотографий ограненных драгоценных камней. Милан Кокта из бывшего подразделения по выращиванию кристаллов Union Carbide и команда Захари Коулза из Scientific Materials Corporation вырастили много специально допированных синтетических кристаллов сапфира для этой работы, которые сыграли ключевую роль в разъяснении нашего понимания отдельных хромофоров.Мы очень благодарны Юньбиню Гуаню за выполнение измерений SIMS и за многочисленные обсуждения данных. Джон Тренхольм любезно выполнил аппроксимацию уравнения Селлмейера, используя данные показателя преломления для корунда, что позволило нам скорректировать наши спектры поперечного сечения на потери на многократное отражение от полированных поверхностей образца. Мы хотели бы поблагодарить Джона С. Харриса за предоставленную фотографию видимого спектра, которая появляется в верхней части всех спектров поперечного сечения, представленных в этой статье.Мы также хотели бы поблагодарить Дэна Делла за его помощь в создании составных иллюстраций с использованием видимого спектра и спектров поперечного сечения, а также в подготовке окончательных набросков рисунков B-1 и B-2.

Беран А., Россман Г. (2006) ОН в корунде природного происхождения. Европейский минералогический журнал , Vol. 18, No. 4, pp. 441–447, http://dx.doi.org/10.1127/0935-1221/2006/0018-0441

Бернс Р.С. (2000) Принципы цветовой технологии Биллмейера и Зальцмана . John Wiley & Sons, Inc., Нью-Йорк, 272 стр.

Эль-Айат М.М., Крегер Ф.А. (1982) Доноры водорода в 〈-Al ₂ O ₃ . Журнал прикладной физики , Vol. 53, No. 5, pp. 3658–3667, http: // dx.doi.org/10.1063/1.331150

Эммет Дж. Л., Скарратт К., МакКлюр С. Ф., Мозес Т., Дутит Т. Р., Хьюз Р., Новак С., Шигли Дж. Э., Ван В., Борделон О., Кейн Р. (2003) Распространение бериллия рубина и сапфира. G&G , Vol. 39, № 2, стр. 84–135, http://dx.doi.org/10.5741/GEMS.39.2.84

Эммет Дж. Л., Дубинский Е. В., Хьюз Р. В., Скаррат К. (2017a) Цвет, спектры и люминесценция. В издании R.W. Hughes, Ruby & Sapphire: A Gemologist’s Guide . Бангкок, стр.107–163.

Эммет Дж. Л., Стоун-Сундберг Дж., Гуан Ю., Сунь З. (2017b) Роль кремния в цвете драгоценного корунда. G&G , Vol. 53, No. 1, pp. 42–47, http://dx.doi.org/10.5741/GEMS.53.1.42

Фергюсон Дж., Филдинг П.Э. (1971) Происхождение цветов желтого, зеленого и синего сапфиров. Письма по химической физике , Vol. 10, No. 3, pp. 262–265, http://dx.doi.org/10.1016/0009-2614(71)80282-8

——— (1972) Происхождение цветов натуральных желтых, синих и зеленых сапфиров. Австралийский химический журнал , Vol. 25, No. 7, pp. 1371–1385, http://dx.doi.org/10.1071/CH9721371

Фрич Э., Россман Г. Р. (1987) Обновленная информация о цвете драгоценных камней. Часть 1: Введение и цвета, вызванные рассеянными ионами металлов. G&G , Vol. 23, No. 3, pp. 126–139, http://dx.doi.org/10.5741/GEMS.23.3.126

——— (1988) Обновленная информация о цвете драгоценных камней. Часть 2: Цвета с участием нескольких атомов и центров окраски. G&G , Vol. 24, No. 1, с.3–15, http://dx.doi.org/10.5741/GEMS.24.1.3

Häger T. (2001) Высокотемпературная обработка природного корунда. Международный семинар по характеристике материалов с помощью спектроскопии твердого тела: Минералы Вьетнама , стр. 4–10.

Харлоу Г.Э., Бендер В. (2013) Исследование состава рубина (корунда) из пояса Могок, Мьянма: поиск химических отпечатков пальцев. Американский минералог , Vol. 98, No. 7, pp. 1120–1132, http://dx.doi.org/10.2138/am.2013.4388

Хендерсон Б., Бартрам Р.Х. (2000) Инженерия кристаллического поля твердотельных лазерных материалов . Издательство Кембриджского университета, Кембридж, Великобритания.

Krebs J.J., Maisch W.G. (1971) Обменные эффекты в спектре оптического поглощения Fe ³⁺ в Al ₂ O ₃ . Physical Review B , Vol. 4, No. 3, pp. 757–769, http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.4.757

Крегер Ф.А. (1984) Электрические свойства 〈-Al ₂ O ₃ .В W.D. Kingery, Ed., Advances in Ceramics: Structure and Properties of MgO and Al ₂ O ₃ Ceramics . Американское керамическое общество, Колумбус, Огайо, стр. 1–15.

Квапил Дж., Пернер Б., Суловски Дж., Квапил Дж. (1973) Образование центров окраски в корунде, легированном двухвалентными ионами. Kristall und Technik , Vol. 8, No. 1-3, pp. 247–251, http://dx.doi.org/10.1002/crat.19730080125

Ли Х., Робертсон Дж. (2014) Поведение водорода в широкозонных оксидах. Журнал прикладной физики , Vol. 115, № 20, с. 203708, http://dx.doi.org/10.1063/1.4878415

MacFarlane R.M. (1964) Оптические и магнитные свойства комплексов трехвалентного ванадия. Журнал химической физики , Vol. 40, No. 2, pp. 373–377, http://dx.doi.org/10.1063/1.4755936

Maiman T.H., Hoskins R.H., D’Haenens I.J., Asawa C.K., Evtuhov V. (1961) Вынужденное оптическое излучение во флуоресцентных твердых телах: Спектроскопия и стимулированное излучение в рубине. Physical Review , Vol. 123, No. 4, pp. 1151–1157, http://dx.doi.org/10.1103/PhysRev.123.1151

Мацунага К., Накамура А., Ямамото Т., Икухара Ю. (2004) Теоретическое исследование дефектных структур в чистом и легированном титаном оксиде алюминия. Ионика твердого тела , Vol. 172, № 1-4, стр. 155–158, http://dx.doi.org/10.1016/j.ssi.2004.01.044

Маттсон С.М., Россман Г.Р. (1988) Fe ²⁺ -Ti ⁴⁺ Перенос заряда в стехиометрических Fe ²⁺ , Ti ⁴⁺ -минералах. Физика и химия минералов , Vol. 16, No. 1, pp. 78–82, http://dx.doi.org/10.1007/BF00201333

McClure D.S. (1962) Оптические спектры ионов переходных металлов в корунде. Журнал химической физики , Vol. 36, No. 10, pp. 2757–2779, http://dx.doi.org/10.1063/1.1732364

Мун А.Р., Филлипс М.Р. (1994) Кластеризация и цвет дефектов в Fe, Ti: 〈-Al ₂ O ₃ . Журнал Американского керамического общества , Vol. 77, вып.2, стр. 356–357, http://dx.doi.org/10.1111/j.1151-2916.1994.tb07003.x

Нассау К. (1991) Семь типов желтого сапфира и предлагаемый тест Понахло. Zeitschrift der Deutschen Gemmologischen Gesellschaft , Vol. 40, № 4, с. 247–251.

Norby T. (1989) Водородные дефекты в неорганических твердых телах. Я нет. Йоханнесен и А.Г. Андерсен, ред., Химия дефектов твердых тел . Издательство Elsevier Science Publishers B.V., Амстердам, стр. 101–142, http://dx.doi.org/10.1016/B978-0-444-88534-0.50011-4

Пажо Б., Клерджо Б. (2013) Оптическое поглощение примесей и дефектов в полупроводниковых кристаллах: электронное поглощение глубоких центров и колебательные спектры . Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 512 стр.

Пауэлл Р. (1966) Взаимодействие ионов хрома в кристаллах рубина . Документы по исследованиям в области физических наук № 299. Исследовательские лаборатории ВВС в Кембридже, Ханском, Массачусетс.

——— (1998) Физика твердотельных лазерных материалов .Springer-Verlag, Нью-Йорк, 423 с.

Прайс М.Х.Л., Рансиман В.А. (1958) Спектр поглощения ванадиевого корунда. Обсуждения общества Фарадея , Vol. 26, стр. 34–42, http://dx.doi.org/10.1039/df9582600034

Шметцер К., Босхарт Г., Ханни Х.А. (1983) Естественно окрашенные и обработанные желтые и оранжево-коричневые сапфиры. Геммологический журнал , Vol. 18, № 7, с. 607–622.

Штеплюк И., Лашкарев Г., Хижун О., Ковальский Б., Решка А., Хомяк В., Лазоренко В., Тимофеева И. (2011) Повышение интенсивности ультрафиолетовой люминесценции пленок ZnO, легированных Cd, за счет связывания экситонов. Acta Physica Polonica A , Vol. 120, No. 5, pp. 914–917, http://dx.doi.org/10.12693/APhysPolA.120.914

Stone-Sundberg J., Thomas T., Sun Z., Guan Y., Cole Z., Equall R., Emmett J.L. (2017) Точный отчет о ключевых микроэлементах в рубине и сапфире с использованием стандартов, соответствующих матрице. G&G , Vol. 53, No. 4, с.438–451, http://dx.doi.org/10.5741/GEMS.53.4.438

Татиан Б. (1984) Подгонка данных показателя преломления к формуле дисперсии Селлмайера. Прикладная оптика , Vol. 23, No. 24, pp. 4477–4485, http://dx.doi.org/10.1364/AO.23.004477

Томас Т., Россман Г.Р., Сандстром М. (2014) Устройство и метод оптического ориентирования двухосных кристаллов для пробоподготовки. Обзор научных инструментов , Vol. 85, № 9, с. 0, http://dx.doi.org/10.1063/1.4894555

Типпинс Х.Х. (1970) Спектры переноса заряда ионов переходных металлов в корунде. Physical Review B , Vol. 1, № 1, стр. 126–135, http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.1.126

Townsend M.G. (1968) Видимая полоса переноса заряда из синего сапфира. Твердотельные коммуникации , Vol. 6, No. 2, pp. 81–83, http://dx.doi.org/10.1016/0038-1098(68)

Зау К., Сазерленд Л., Юи Т.Ф., Меффре С., Тху К. (2015) Богатые ванадием рубин и сапфир в Могок Джемфилд, Мьянма: влияние на цвет и происхождение драгоценных камней. Месторождение минералов , Vol. 50, No. 1, pp. 25–39, http://dx.doi.org/10.1007/s00126-014-0545-0

Зоренко Ю., Зоренко Т., Возняк Т. (2011) Центры люминесценции в Y ₃ Al ₅ O ₁₂ : Монокристаллы La. Journal of Physics: Conference Series , Vol. 289, № 1, с. 012028, http://dx.doi.org/10.1088/1742-6596/289/1/012028

корундовых изоляционных огнеупорных кирпичей и муллита с низким содержанием AP для футеровки горячей поверхности сталеплавильных печей. Котировки в реальном времени, цены последней продажи -Okorder.com

Описание продукта:

Корундовый изоляционный огнеупорный кирпич и муллит с низким AP для футеровки горячей поверхности стальной печи

Описание продукта для корундового изоляционного огнеупорного кирпича

Общая информация Муллитовый кирпич CMAX представляет собой разновидность огнеупорного кирпича с высоким содержанием глинозема, в состав которого входит муллит ( 3Al2O3 и 2SiO2) в качестве основной кристаллической фазы. Содержание глинозема обычно составляет от 65% до 75%.Характеристика Высокая огнеупорность Высокая прочность на сжатие Применение Стекловаренная печь Нагревательная печь Химическая печь Металлургическая печь.

Структура и преимущества корундового изоляционного огнеупорного кирпича

Характеристики нашего муллитового изоляционного огнеупорного кирпича IFB (JM-IFB):
1) После формования и спекания, резки и шлифовки необходимо просверлить кирпичи рисунки.
2) Небольшие примеси железа и щелочных металлов
3) Устойчивость к высоким температурам
4) Равномерная структура и высокая прочность на холодное раздавливание
5) Хорошая термостойкость, стабильный объем, хорошие изоляционные характеристики при высоких температурах
6) Низкая теплопроводность
Применение: Наш кирпич можно использовать в качестве горячей облицовки, непосредственно подвергающейся воздействию огня, в качестве резервного изоляционного слоя на металлургических заводах, металлургических заводах, в производстве цветных металлов, в нефтехимической, керамической, стекольной, цементной и масляной электростанциях.

Мы являемся поставщиком огнеупорных кирпичей из корунда

Ниже приведены некоторые из наших клиентов

Allied Mineral Products, inc

Refractories Incorporated

Srs Sorg Refractory Systems GmbH,

Sunward Refractories Co., Ltd

Сырье для корундового изоляционного огнеупорного кирпича

Изображение для сырья

Основные изображения корундового изоляционного огнеупорного кирпича

Корунд и другой муллитовый кирпич Кирпичи

Корундовые и муллитовые кирпичи другой формы и кирпичи другой формы

Упаковка для корунда.Изоляционный огнеупорный кирпич из корунда и муллита будет упакован в стандартную экспортную упаковку или упакован на деревянный поддон с трехслойной водонепроницаемой термоусадочной пленкой и стянут пластиковыми / стальными бинтами, при транспортировке следует обратить внимание на влагонепроницаемость. и легкая управляемость.
2. Упаковка огнеупорного кирпича примет требования заказчика, если таковые имеются.
3. Доставка в течение 7-15 рабочих дней после оплаты.
4. Быстрая доставка принимается клиентами.

Спецификация

для корундового изоляционного огнеупорного кирпича и муллитового кирпича

6

Почему мы

05.Сильный профессионал:

Мы — государственная компания, занимающая 267-е место в рейтинге Fortune Global 500. У нас есть клиенты из более чем 160 стран, а также наши зарубежные дочерние компании и филиалы в 10 странах.
Наша компания имеет тридцатилетний опыт производства огнеупорных изделий. Наш менеджер будет контролировать производственные материалы различных огнеупоров, контроль процесса, контроль качества и доставку упаковки, а также обеспечивать 100% -ную квалификацию продукции.

2. Годовая поставка:
Наша компания прошла сертификацию системы менеджмента качества ISO9001 и сертификацию SGS.Годовой объем поставок фасонных и неформованных огнеупоров составляет 28 800-35 000 тонн.
3. Годовой экспорт:
. Теперь мы получили глобальную сеть продаж, охватывающую Тайвань, Россию, Монголию, Южную Корею, Вьетнам, Пакистан, Болгарию, Финляндию, Греция, Испания, Конго, Ангола, ЮАР, Мальдивы, Иордания и так далее.

4. Производственное оборудование:
Производственное и испытательное оборудование новое, полностью автоматизированное или полуавтоматическое. Такое современное оборудование и оборудование обеспечивают прекрасную техническую гарантию на производство и испытания.

5. Испытательное оборудование;
Испытательное оборудование нашей компании:
Высокотемпературный тестер RUL
Тестер объемной плотности
Тестер давления
Тестер огнеупорности

Часто задаваемые вопросы для корундового и муллитового кирпича

3. Общий вопрос:

Q1 вы производитель или торговец?

A: Фабрика + торговля (в основном фабрики, в то же время мы работаем с другими сопутствующими товарами).

Q2: Можем ли мы посетить ваш завод?

A: Конечно, добро пожаловать в любое время, увидеть — значит поверить.

Q3: Что такое MOQ пробного заказа?

A: Без ограничений, мы можем предложить лучшие предложения и решения в соответствии с вашим состоянием.

Q4: Какие условия оплаты вы принимаете?

A: T / T, L / C доступны для нас.

Q5: Когда доставить после подтверждения заказа?

A: 15-25 дней после сдачи на хранение.

Q6: Принимает ли ваша компания настройки?

A: У нас есть собственный завод и отличная техническая команда, и мы принимаем услуги OEM.

Q7: Как насчет сертификации вашей компании?

A: ISO9001 и отчет об испытаниях, также мы можем применить другие необходимые сертификаты.

Q8: Как решить проблемы с качеством?

A: Если продукты не подтверждены образцами клиентов или имеют проблемы с качеством, наша компания будет нести ответственность за компенсацию за это.

Q9: Можете ли вы предложить образцы?

A: Конечно, образцы бесплатны, но фрахт оплачивается покупателем.

Q10: Каков срок службы ваших кирпичей?

A: Срок службы разных кирпичей различен. Это также зависит от условий и способа использования.

Оксид алюминия | Свойства материала Al2O3

Глинозем — один из самый экономичный и широко используемый материал в семействе инженерных керамика.Сырье, из которого изготовлен этот высокопроизводительный технический сорт. керамика легко доступна и по разумной цене, что приводит к хорошему значение стоимости готовых форм из глинозема. С отличным сочетанием свойств и привлекательной цены, неудивительно, что мелкозернистый Технический глинозем имеет очень широкий спектр применения.