Классификации процессов, происходящих при обжиге

Морозостойкие керамические материалы

Современное материаловедение направлено на создание материалов с заданными свойствами при минимизации затрат, что невозможно без интенсификации структурообразования.

Исследованию условий формирования структуры строительной  керамики  и  разработке  научно  обоснованных  принципов ее регулирования посвятили    свои труды А.И. Августиник, П.П. Будников,   Ю.С. Буровой,   Г.И. Книгина,   Н.Н. Круглицкий, И.И. Мороз, В.Ф. Павлов, П.А. Ребиндер, М.И. Рогов, B.C. Фадеева и др.

Процессы, происходящие  в смесях твердых веществ, П.П. Будников  и  A.M. Гинстлинг  разделили  на  следующие группы:

– процессы непосредственного взаимодействия  между частицами твердых веществ;

– процессы, протекающие при участии газовой фазы;

– процессы, протекающие при одновременном  участии газовой и жидкой фаз.

До середины прошлого века предполагалось, что основой структурообразования керамических материалов является твердофазовое и твердожидкостное спекание. Однако исследователи столкнулись с рядом фактов, поставивших под сомнение доминирующее воздействие вышеназванных процессов.

Так,  В.Д. Глуховский  отметил, что шихты на  основе кремнезема и γ – А12О3 (или обожженного каолина) требуют большей температуры обжига (885...900 °С) для достижения близких показателей вспучивания в сопоставлении со смесями на природном каолине и кварцевом песке (840 °С) при равных расходах корректирующих добавок.

Лундина М.Г. [49] также указывает на необходимость увеличения конечной температуры обжига стеновых изделий примерно на 50 °С и одновременного дополнительного ввода в шихту топливных добавок при использовании повышенного количества дегидратированной глины в сырьевых смесях.

Вышеперечисленные факты невозможно объяснить без учета воздействия газовой составляющей.

Исследования влияния газовой среды на процессы структурообразования были начаты в 60-е годы прошлого века. При этом были выявлены некоторые не учтенные ранее закономерности структурообразования.

Нехорошев  А.В. ,  основываясь  на  работах  А.Н. Заварицкого и Н.А. Елисеева и развивая учение Ф.Ю. Левинсон-Лессинга, подразделил  процессы  структурообразования   на   5   классов: I  класс  –  термические;  II  класс  –  пневматолитотермические; III    класс    –    пневматолитовые;    IV    класс    –    пневматолитогидротермальные; V класс – гидротермальные.

К I классу отнесены высокотемпературные процессы, протекающие с участием веществ в одном или двух агрегатных состояниях (Т1 + Т2 = Т3; Т1 + Ж = Т2; Т1 + Г = Т2).

Ко II классу – высокотемпературные процессы, которые протекают с участием реагентов в трех агрегатных состояниях, в том числе расплава (Т1 + Ж + Г = Т2).

К III классу – высоко- и среднетемпературные процессы, протекающие с участием веществ в двух агрегатных состояниях, но без участия жидкой фазы (Т1 + Г = Т2).

К IV классу – средне- и низкотемпературные процессы, протекающие с участием реагентов в трех агрегатных состояниях, в том числе водных растворов (Т1 + Ж + Г = Т2).

К V  классу –  низкотемпературные  процессы,  протекающие с участием  веществ  в  одном  или  двух  агрегатных  состояниях (Ж1 + Ж2 = Ж3; Т1 + Ж = Т2).

Для получения строительной керамики представляют интерес процессы структурообразования, отнесенные к I–III классам.