vestichИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия химических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Chemical Series1561-83312524-2342The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8331-2024-60-1-73-80vestich-864Research ArticleТЕХНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯTECHNICAL CHEMISTRY AND CHEMICAL ENGINEERINGВлияние цинксодержащих соединений на свойства керамических материалов, полученных на основе системы Li2O–MgO–Al2O3–SiO2Influence of zinc-containing compounds on the properties of ceramic materials based on the Li2O–MgO–Al2O3–SiO2 systemПоповР. Ю.PopovR. Yu.

Попов Ростислав Юрьевич – кандидат технических наук, доцент кафедры.

ул. Свердлова, 13а, 220006, Минск

Rostislav Yu. Popov – Ph. D. (Engineering), Assoсiate Professor of the Department, Belarusian State Technological University.

13a, Sverdlov Str., 220006, Minsk

rospopov@mail.ruБогданЕ. О.BogdanE. О.

Богдан Екатерина Олеговна – кандидат технических наук, доцент кафедры.

ул. Свердлова, 13а, 220006, Минск

Ekaterina O. Bogdan – Ph. D. (Engineering), Assoсiate Professor of the Department, Belarusian State Technological University.

13a, Sverdlov Str., 220006, Minsk

Bohdan_Ekaterina@mail.ruСергиевичО. А.SergievichO. A.

Сергиевич Ольга Александровна – кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры.

ул. Свердлова, 13а, 220006, Минск

Olga A. Sergievich – Ph. D. (Engineering). Senior Lecturer of the Department, Belarusian State Technological University.

13a, Sverdlov Str., 220006, Minsk

topochka.83@mail.ruДятловаЕ. М.DyatlovaE. M.

Дятлова Евгения Михайловна – кандидат технических наук, доцент кафедры.

ул. Свердлова, 13а, 220006, Минск

Evgeniya M. Dyatlova – PhD (Engineering), Assoсiate Professor of the Department, Belarusian State Technological University.

13a, Sverdlov Str., 220006, Minsk

dyatlova@belstu.byБелорусский государственный технологический университетBelarusian State Technological University2024040320246017380Copyright © Попов Р.Ю., Богдан Е.О., Сергиевич О.А., Дятлова Е.М., 20242024Попов Р.Ю., Богдан Е.О., Сергиевич О.А., Дятлова Е.М.Popov R.Y., Bogdan E.О., Sergievich O.A., Dyatlova E.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestichem.belnauka.by/jour/article/view/864

Приведены результаты исследования влияния замещения оксида магния оксидом цинка в системе Li2O–MgO–Al2O3–SiO2, введения предварительно синтезированного ганита ZnAl2О4 на процессы спекания, фазообразования и термическое расширение синтезированных материалов. Установлено, что при замещении 4 % MgO на ZnO синтезированный при температуре 1 150 °С керамический материал характеризовался более высокими значениями кажущейся плотности (не менее 1 835 кг/м3), механической прочности при сжатии (300 МПа) и термостойкости (более 80 термоциклов), а также низким значением температурного коэффициента линейного расширения (ТКЛР) (–0,25 · 10–6 К–1), что обусловлено формированием кристаллических фаз сподумена, шпинели, форстерита, корунда, ганита и кварца.

The results of a study the influence of magnesium oxide substitution with zinc oxide in the Li2O–MgO– Al2O3–SiO2 system, as well as the introduction of pre-synthesized ganite ZnAl2O4, on sintering, phase formation and thermal expansion of synthesized materials are presented. It was found that after substitution of 4 % magnesium oxide MgO with zinc oxide ZnO, the ceramic material synthesized at a temperature of 1 150 °C was characterized by higher values of apparent density (not less than 1 835 kg/m3), mechanical compressive strength (300 MPa), and heat resistance (more than 80 thermal cycles), as well as low values of LTEC (–0,25 ∙ 10–6 K–1), which is due to the formation of crystalline phases of spodumene, spinel, forsterite, corundum, ganite and quartz.

термостойкая керамикасистема Li2O–MgO–Al2O3–SiO2оксид цинкаганитсинтезфазовый составтемпературный коэффициент линейного расширениятермостойкостьмеханическая прочностьheat-resistant ceramicsLi2O–MgO–Al2O3–SiO2 systemzinc oxideganitesynthesisphase compositionlinear thermal expansion coefficientheat resistancemechanical strengthReferencesCordierite obtained from compositions containing kaolin waste, talc and magnesium oxide / E. P. De Almeida [et al.] // Ceram. Int. – 2018. – Vol. 44, № 2. – P. 1719–1725. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2017.10.102De Almeida E. P., de Brito I. P., Ferreira H. C., de Lucena Lira H., de Lima Santana L. N., de Araújo Neves G. Cordierite obtained from compositions containing kaolin waste, talc and magnesium oxide. Ceramics International, 2018, vol. 44, no. 2, pp. 1719–1725. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2017.10.102Prospects for using clayey raw materials of the Krupeiskii Sad deposit for producing heat-resistant ceramic products / R. Y. Popov [et al.] // Glass Ceram. – 2022. – Vol. 78, № 9. – P. 362–368. https://doi.org/10.1007/s10717-022-00412-5Popov R. Y., Gula I. R., Dyatlova E. M., Shimanskaya A. N., Bogdan E. O., Kulish I. A. Prospects for using clayey raw materials of the Krupeiskii Sad deposit for producing heat-resistant ceramic products. Glass and Ceramics, 2022, vol. 78, no. 9, pp. 362–368. https://doi.org/10.1007/s10717-022-00412-5The influence of different additives on microstructure and mechanical properties of aluminum titanate ceramics / W. Chen [et al.] // Ceram. Int. – 2021. – Vol. 47, № 1. – P. 1169–1176. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2020.08.234Chen W., Anze Shui, Qingliang Shan, Jiawei Lian, Cong Wang, Jianqiao Li. The influence of different additives on microstructure and mechanical properties of aluminum titanate ceramics. Ceramics International, 2021, vol. 47, no. 1, pp. 1169–1176. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2020.08.234Crystallization and sintering studies on an anomalous Li2O–Al2O3–SiO2 glass for making tunable thermal expansion ceramic / C. Venkateswaran [et al.] // Int. J. Appl. Glass Sci. – 2022. – Vol. 13, № 1. – P. 41–53. https://doi.org/10.1111/ijag.15917Venkateswaran C., Sreemoolanadhan H. I., Pant B., Sharma S. C., Chauhan V. S., Vaish R. Crystallization and sintering studies on an anomalous Li2O–Al2O3–SiO2 glass for making tunable thermal expansion ceramic. International Journal of Applied Glass Science, 2022, vol. 13, no.1, pp. 41–53. https://doi.org/10.1111/ijag.15917Бобкова, Н. М. Физическая химия тугоплавких неметаллических и силикатных материалов / Н. М. Бобкова. – Минск: Выc. шк., 2007. – 301 с.Bobkova N. M. Physical chemistry of refractory non-metallic and silicate materials. Minsk, Vyshaya shkola Publ., 2007. 301 p. (in Russia).Ultrahigh hardness Li2O–MgO–Al2O3–SiO2 glass-ceramics containing multiphase nanocrystals / L. Chen [et al.] // J. Am. Ceram. Soc. – 2022. – Vol. 105, № 12. – P. 7614–7624. https://doi.org/10.1111/jace.18689.Chen L., Sun T., Hao Z., Xie J., Zhang J., Han J., Wang M., Cui X., Liang, X. Ultrahigh hardness Li2O–MgO–Al2O3–SiO2 glass–ceramics containing multiphase nanocrystals. Journal of the American Ceramic Society, 2022, vol. 105, no. 12, pp. 7614–7624. https://doi.org/10.1111/jace.18689Zhang, Y. MgO-doping in the Li2O–ZnO–Al2O3–SiO2 glass-ceramics for better sealing with steel / Y. Zhang [et al.] // J. Non-Cryst. Solids. – 2014. – Vol. 405. – P. 170–175. https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2014.09.022Zhang Y., Luo Z., Liu T., Hao X., Li Z., Lu A. MgO-doping in the Li2O–ZnO–Al2O3–SiO2 glass-ceramics for better sealing with steel. Journal of non-crystalline solids, 2014, vol. 405, pp. 170–175. https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2014.09.022Исследование влияния оксидных добавок на свойства жаростойкого стеклокристаллического покрытия / Г. А. Малинина [и др.] // Тр. ВИАМ. – 2021. – № 5 (99). – С. 87–95.Investigation of the effect of oxide additives on the properties of heat-resistant glass-crystal coating. Trudy VIAM (Vserossiiskogo instituta aviatsionnykh materialov )= Proceedings of VIAM (All-Russian Scientific Research Institute of Aviation Materials), 2021, vol. 5, no. 99, pp. 87–95 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.