Дерябин В.А., Углинских М.Ю., Скоморохова И.В.

ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ СТЕКЛОЭМАЛЕЙ ПРИ ОБЖИГЕ

ФГАОУ ВПО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»

This work about structural researches of enamels with the various content oxides of iron.

Эта работа о структурных исследованиях эмалей с различным содержанием оксидов железа.

Ключевые слова: эмалевая фритта, поверхностное натяжение, концентрация оксидов железа, структурные исследования, ИК-спектры, рентгенофазовый анализ.

Макроструктура эмалей во многом определяется, в частности, размерами, концентрацией и характером распределения газовых пузырьков. Их перемещение при обжиге обусловлено, главным образом, градиентом поверхностного натяжения по высоте слоя эмали. Поверхностное натяжение меняется с концентрацией оксидов железа и зависит в меньшей степени от температуры. Возникающий градиент температуры по сечению слоя расплава эмали зависит от способности тепловых ИК лучей проникать к поверхности изделия.

Ранее при изучении физико-химических свойств расплавов эмалевых фритт [1] было выявлено, что кривые зависимости поверхностного натяжения от состава, рассчитанные теоретически по методу Дитцеля, имеют прямолинейный характер, а построенные по экспериментальным данным – экстремальный. Появление минимума в области 8-10 % Fe₂O₃ вызвано, по-видимому, перестройкой структуры расплава и дальнейшей кристаллизацией. В данной работе для объяснения полученных результатов изучения свойств эмалевых расплавов были проведены структурные  исследования эмалей с различным содержанием оксидов железа. Повышение концентрации оксидов железа в приконтактном слое грунтовой эмали является следствием протекания при обжиге обменных реакций с участием оксидов сцепления.

Образцы для снятия ИК-спектров готовили следующим способом [2]. Порошок КBr (марки о.ч.) растирали в агатовой ступке, высушивали при  110-145 ° С в вакууме, просеивали через сито № 016 и тщательно смешивали с исследуемым веществом (0,2−1 % общего количества КВr). Исследуемое вещество − образцы эмали ГК-331 с 0 %, 9 %, 12 %, 15 % Fe₂O₃. Для лучшего распределения исследуемого вещества в КBr их смешивали в несколько стадий: вначале брали часть порошка КBr, а затем оставшееся его количество добавляли несколькими порциями, каждый раз тщательно растирали смесь в течении 3−4 мин. Из полученной смеси прессовали таблетку под давлением 9000 кг/см² в течении 30 сек. Главные требования при изготовлении таблеток − высокое качество смешивания и отсутствие воды. Диаметр таблетки − 13 мм, толщина − 1 мм. Это соответствует около 0,35 г смеси.

На рисунке 1 представлены ИК-спектры образцов эмали ГК-331 с разным процентным содержанием оксида железа Fe₂O₃.  Приведенные составы не учитывают исходную концентрацию Fe₂O₃ в эмалевой фритте, составляющую около 1 мас.%.

ЧИТАТЬ ВЕСЬ ТЕКСТ >>>