Азаров Сергей Михайлович – доктор технических наук, доцент, профессор кафедры «Технологии и методики преподавания».
пр. Независимости, 65, 220013
Siarhei M. Azarau – D. Sc. (Engineering), Associate Professor, Professor of the Department of Technology and Methods of Teaching.
65, Nezavisimosti Ave., 220013, Minsk
Представлены результаты исследования особенностей модифицирования алюмосиликатной керамики суспензией фторопласта, алюмофосфатного связующего (АФС), неводных композиций компонентов полиуретана. Образцы алюмосиликатной керамики для исследований получали технологическими приемами, включающими операции подготовки шихты, прессование образцов, предварительный отжиг и спекание при температуре 1200−1350 °С. В качестве исходных компонентов были выбраны полидисперсные порошки алюмосиликатов, полученные измельчением отходов фарфорового производства (фарфоровой посуды, ГОСТ 28390-89), легкоплавкое глинистое сырье. Модифицирование поверхности алюмосиликатных материалов проводили путем импрегнации вод ных композиций на основе суспензии фторопласта и АФС, неводных композиций компонентов полиуретана, используемых при получении пенополиуретана и 5%-ного раствора полиэтилгидросилоксана в толуоле с формированием на поверхности керамических материалов композиционных покрытий. Показано, что нанесение пленочных органических покрытий (на основе полиуретана, алюмофосфатного связующего и суспензии фторопласта-4Д, полиэтилгидросилоксана) приводит к формированию многослойного диэлектрического материала, в котором присутствуют поверхности раздела, отделяющие области с различными диэлектрическими свойствами. При наличии внешнего электрического поля создаются условия для миграционной поляризации между кристаллической фазой основы и аморфной фазой покрытия, обусловленной перераспределением свободных зарядов в объеме композита. Причем химическое взаимодействие АФС с керамикой приводит к сглаживанию рельефа поверхности алюмосиликатной основы и заращиванию глубоких пор. Композит «алюмосиликат – покрытие АФС-фторопласт» отличается от остальных материалов прежде всего тем, что алюмофосфатное связующее покрытия химически реагирует с керамической основой. Ионы примеси, внесенные при нанесении покрытия, его композиционная структура, а также гетерогенность границы раздела определяет выраженную частотную зависимость ε и tgδ, а также большие диэлектрические потери композита в сравнении с исходным алюмосиликатным материалом.
The results of research of features of modification of aluminosilicate ceramics by suspension of fluoroplastic, aluminophosphate binder (AFS), non-aqueous compositions of polyurethane components, are presented. Samples of aluminosilicate ceramics for research were obtained by technological methods, including batch preparation operations, sample pressing, pre-annealing and sintering at a temperature of 1200–1350 °C. Polydisperse powders of aluminosilicates obtained by grinding waste of porcelain production (porcelain ware, GOST 28390-89); low-melting clay raw materials were selected as initial components. Modification of surface of aluminosilicate materials was carried out by impregnation of aqueous compositions based on a suspension of fluoroplastic and aluminophosphate binder (AFS), non-aqueous compositions of polyurethane components used in the preparation of polyurethane foam and 5 % solution of polyethylene hydrosiloxane in toluene with the formation of composite coatings on the surface of ceramic materials. It is shown that the application of organic film coatings (based on polyurethane, aluminophosphate binder and a suspension of fluoroplastic-4D, polyethylene hydrosiloxane) leads to formation of a multilayer dielectric material in which there are interface surfaces separating areas with different dielectric properties. In the presence of an external electric field, conditions are created for migration polarization between the crystalline phase of the substrate and the amorphous phase of the coating, due to the redistribution of free charges in the volume of the composite. Moreover, the chemical interaction of AFS with ceramics leads to the smoothing of the surface relief of the aluminosilicate base and the overgrowth of deep pores. Composite “aluminosilicate – AFS-fluoroplastic coating” differs from other materials, primarily in that aluminophosphate binder coating chemically reacts with the ceramic base. The impurity ions introduced during coating application, its composite structure, as well as the heterogeneity of the interface determine the pronounced frequency dependence ε and tgδ, as well as large dielectric losses of the composite in comparison with the original aluminosilicate material.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.