Пористые стеклокерамические материалы машиностроительного назначения, модифицированные легкоплавкими и органическими добавками: получение, структура и теплофизические свойства

Совокупность полученных данных об экспериментально установленных стадиях формирования пористой структуры стеклокерамического материала (СКМ), наряду с обнаруженными и физически обоснованными взаимосвязями между количественными характеристиками компонентов шихты и теплофизическими характеристиками гранул, позволила разработать научно обоснованные критерии для синтеза нового вида теплоизоляционного материала. Выявленные механизмы подтвердили возможность направленного модифицирования стекла легкоплавкими и органическими добавками и создания на его основе композиционных материалов и изделий, удовлетворяющих теплозащитным критериям при их использовании в машиностроении и теплоэнергетике. Установлено, что для получения пористого СКМ необходимо использовать пластификатор химического состава: SiO₂ – 70-71%; Al₂O₃ – 17-18%; Fe₂O₃ – 5-6%; SO₃ – 0,2-0,3, в котором преобладают иллит, хлорит, гидромусковит, монтмориллонит и органические добавки, обеспечивающие образование большого количества СО на начальной стадии формирования пористой аморфно-кристаллической стеклокерамической системы. Определено, что при температуре 830 - 850°С легкоплавкий пластификатор проявляет поверхностную активность – переходит в жидкую фазу, увеличивает вязкость стеклокерамического расплава, силы поверхностного натяжения и свободную энергию системы, препятствуя объединению и увеличению размера пор при интенсивном воздействии температуры и давления газов, тем самым способствуя образованию закрытых пор и межпоровых перегородок с аморфно-кристаллической структурой. Коэффициент теплопроводности составил 0,072 ± 0,015 Вт/(м•°С).