Азаров Сергей Михайлович − доктор технических наук, доцент, профессор кафедры «Технологии и методики преподавания»
пр. Независимости, 65, 220013, Минск
Siarhei M. Azarau − D. Sc. (Engineering), Associate Professor, Professor of the Department of Technology and Teaching Methods
65, Nezavisimosti Ave., 220013
Балыдко Денис Николаевич − исследователь, заведующий сектором
ул. Ф. Скорины, 51Б, 220141, Минск
Denis N. Balydko − Researcher, Head of the Sector
51Б, F. Scorina Str., 220141, Minsk
Представлены результаты исследования особенностей формирования на крупнопористой подложке SiC-содержащего слоя из предварительно обработанных в бисерной мельнице продуктов размола фарфорового боя с антрацитом (10 мас.%). Показано, что легирование алюмосиликатного порошка углеродом приводит к образованию в спеченном материале карбида кремния кубической и гексогональной модификации (муассанит). Основным источником кремния для образования SiC при спекании легированного порошка Al2O3−SiO2 является кварц. Процесс образования SiC при температурах 850−950 °С становится возможным благодаря формированию структурных дефектов на поверхности и в объеме механоактивированных частиц фарфора; частичному переходу в более активное, аморфное состояние хрупкого SiO2 (всегда присутствующего в виде зерен в структуре размалываемых алюмосиликатных частиц) при легировании углеродом. Процесс изготовления многослойных образцов-трубок включал в себя прессование и спекание крупнопористой алюмосиликатной подложки при температуре 1200−1250 °С с последовательным нанесением и термообработкой промежуточного и мембранного слоев. Установлено, что при 950 °С формирование мембранного слоя из механически активированного порошка Al2O3−SiO2–С с размером частиц менее 1 мкм сопровождается образованием SiC в количестве 36 %. Определены структурные и фильтрующие характеристики полученных трехслойных трубчатых образцов с SiC-содержащим мембранным слоем: размер пор 0,4−0,5 мкм; производительность по воде 0,012 м3 /м2 ∙ с; степень задерживания частиц размером менее 0,5 мкм, в том числе микроорганизмов, − 100 %. Экспериментально показано, что при фильтрации трехслойные образцы характеризуются практически постоянным фильтроциклом.
The paper presents the results of a study of the formation features on a large-pore substrate of a SiC-containing layer of pre-processed in a bead mill products of grinding porcelain fight with anthracite (10 wt.%). It is shown that the alloying of aluminosilicate powder with carbon leads to the formation of cubic and hexagonal silicon carbide (moissanite) in the sintered material. The main source of silicon for the formation of SiC when sintering doped powder Al2O3−SiO2, is quartz. The process of SIC formation at temperatures of 850−950 °C becomes possible due to the formation of structural defects on the surface and in the volume of mechanically activated porcelain particles; partial transition to a more active, amorphous state of brittle SiO2 (always present as grains in the structure of milled aluminosilicate particles) when doped with carbon. The process of manufacturing multilayer tube samples included pressing and sintering of a large-pore aluminosilicate substrate at a temperature of 1200–1250 °C with successive application and heat treatment of the intermediate and membrane layers. It was found that at 950 °C, the formation of a membrane layer from a mechanically activated Al2O3−SiO2–C powder with a particle size of less than 1 µm is accompanied by the formation of SIC in an amount of 36 %. The structural and filtering characteristics of the obtained three-layer tubular samples with A SIC-containing membrane layer were determined: the pore size of 0.4−0.5 microns; water capacity of 0.012 m3 /m2 ∙ s; the degree of retention of particles smaller than 0.5 microns, including microorganisms, − 100 %. It is shown experimentally that three-layer samples are characterized by an almost constant filter cycle during filtration.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.