Геометро-топологічні характеристики субсолідусної будови системи MgO – Al2O3 – ТіО2

Abstract

Одним з найважливіших показників високотемпературних матеріалів є термостійкість, яка характеризує здатність виробів протистояти виникаючим термічним напруженням в результаті теплових впливів. Підвищення термостійкості відомих і пошук нових термостійких вогнетривких матеріалів залишається актуальною проблемою. Серед матеріалів, що привертають велику увагу з точки зору створення вогнетривких виробів з підвищеною термостійкістю можна виділити матеріали на основі композицій системи MgO – Al2O3 – TiO2. В результаті проведеного термодинамічної аналізу системи MgO – Al2O3 – TiO2 встановлено, що розбиття системи на елементарні трикутники зазнає змін у трьох температурних інтервалах: I – до температури 1537 К, II – в температурному інтервалі 1537 – 2076 К та вище температури 2076 К. Розрахунковими методами визначені геометро-топологічні характеристики субсолідусної будови системи: площі елементарних трикутників, ступінь їх асиметрії, площа областей, в яких існують фази, ймовірність існування фаз в системі. Встановлено, що до температури 2076 К існує концентраційна область шпінельних фаз: алюмомагнезіальна шпінель – кванділіт та алюмомагнезіальна шпінель співісную зі всіма двокомпонентними сполуками системи. Вище температури 1537 К існує концентраційна область: тіаліт – карроіт, яка відповідає вимогам до матеріалів з високою термостійкістю. Елементарний трикутник TiO2 – Al2TiO5 – MgTi2O5 можна використовувати для отримання термостійких матеріалів на основі Al2TiO5 стабілізованого MgTi2O5. Для отримання термостійких периклазошпінельних матеріалів рекомендовано елементарний трикутник Mg2TiO4 – MgAl2O4 – MgO, у якому присутні лише сполуки з кубічною кристалічною решіткою. Для підвищення термостійкості корундових вогнетривів та композиційних матеріалів за його участю доцільно розрахувати приналежність складів до сумісної області двох елементарних трикутників: Al2O3 – MgTi2O5 – MgAl2O4 та Al2O3 – MgTiO3 – MgAl2O4. Таким чином, розбиття системи MgO – Al2O3 – TiO2 на елементарні трикутники і аналіз геометро-топологічних характеристик фаз системи дозволило вибрати в досліджуваній системі області складів, що володіють оптимальними властивостями для отримання матеріалів з заданими оптимальними властивостями