CC BY
2УДК 666.3.046.4.666.36
ЭЛЕКТРОКЕРАМИК МАТЕРИАЛЛАР ТАРКИБИНИ ИШЛАБ ЧЩИШ ВА НАМУНАЛАРНИНГ ТУРЛИ ХДРОРАТЛАРДА СТРУКТУРА ВА ХОССАЛАРИНИ
ТАДЦЩ ЭТИШ
Валиева Гулшан Файзимурадовна НамМКИ (PhD), [email protected], тел.93-266-76-71
Аннотация. Махдллий хомашё ва глинозем таркибли саноат чикиндилари асосидаги композицион электрокерамик материаллар кимёвий, физик-механик ва диэлектрик хусусиятларини тадкик этиш ва таркибини ишлаб чикиш натижалари келтирилган.
Аннотация. Представлены результаты исследований и разработок состава химических, физико-механических и диэлектрических свойств композиционных электрокерамических материалов на основе бытового сырья и промышленных отходов глиноземистого состава.
Annotation. The results of the research and development of the composition of the chemical, physico-mechanical and dielectric properties of domestic raw materials and industrial waste-based compositional Electroceramic materials with a glynosemic composition are presented.
Калит сузлар. Глинозем, лейкократли гранит, Каттаркургон бентонити, Коракалпок тальки, Ангрен каолин, Шуртангаз-кимё комплекси глиноземли чикиндиси, электрокерамика.
Ключевые слова. Глинозем, лейкократовый гранит, крупнозернистый бентонит, крупнозернистый тальк, ангренский каолин, Шуртангаз-глиноземитовые отходы химического комплекса, электрокерамика.
Keywords. Glynozem, leukocratic granite, largescale bentonite, largescale talc, Angren kaolin, Shurtangaz-chemical complex glynozemite waste, electroceramics.
Кириш. Республикамизда охирги йилларда кимё саноати корхоналарини модернизация килиш, ракобатбардош мах,сулотлар турлари ва хджмини кенгайтириш, маралий хомашё ва корхона чикиндиларидан керамик материаллар ишлаб чикариш технологияларини ривожлантириш буйича илмий тадкикотлар олиб борилиб, муайян натижаларга эришилмокда. Янги Узбекистонни янада ривожлантириш буйича тараккиёт стратегиясида "Саноатни сифат жихдтдан янги боскичга кутариш, махдллий хомашё манбаларини чукур кайта ишлаш, тайёр махсулотлар ишлаб чикаришни жадаллаштириш, янги турдаги мах,сулотлар ва технологияларни узлаштириш" буйича мух,им вазифалар белгилаб берилган. Бу борада, жумладан, махдллий хомашё ва глиноземли саноат чикиндиси асосида юкори керамик-технологик ва диэлектрик хоссаларга эга булган композицион электрокерамика материалларнинг таркиби ва олиш технологиясини яратиш мух,им ахдмиятга эга.
Асосий кием. Электрокерамик материалларни ишлаб чикишда пластик ва кайнок куйиш усуллари кенг кулланилади. Мавжуд имкониятлардан келиб чикиб, ушбу ишда пластик усулида колиплашдан фойдаланилган.
Синов намуналарининг шихта таркибларини аниклашда адабиётларда келтирилган маълумотлар ва бошлангич хомашё материалларининг кимё-минералогик таркибига асосланилган. Синов намуналарининг шихта таркиблари 1-жадвалда келтирилган.
1-жадвал
Электрокерамик композицион массанинг шихта таркиби_
Компонентлар номланиши Масса индекси
КК-1 КК-2 КК-3 КК-9 КК-12 КК-13
Ангрен каолин 40 42 45 46 47 48
"Высотное " лейкократли гранит 32 30 28 22 20 18
"Сыпки" доломити 14 10 8 12 14 16
Шуртангаз-кимё комплекси 6 8 10 8 10 12
глиноземли чикиндиси
^оракалпок тальки 8 9 6 5 4 3
Каттаркургон бентонити 2 2 2 4 4 4
ВаСОэ 1 1 1 1 1 1
Пишириш жараёнида тальк таркибидаги намликнининг камайиши х,исобига массанинг жадал кискариши х,осил булади. Массанинг жадавл кискаришини олдини олиш учун талькни бошлангич пишириш жараёни амалга оширилди. Глинозем таркибли чикиндидан х,ам металл колдикдари ва хромни йук килиш максадида бошлангич пишириш жараёни утказилган.
Бунинг учун тальк ва глинозем таркибли чикинди 1-2 мм улчамгача майдаланган сунгра лаборатория печида 1350иС да пиширилган.
Синов намуналари лаборатория шароитида пластик массалардан колиплаш усулида тайёрланган ва 1250, 1300, 1350, 14000С хдроратда пиширилган.
Электрокерамик композицияларнинг пишиш жараёни кисман, яъни пишиш хдроратига боглик равишда керамик-технологик хусусиятларнинг узгариш хдракатерини аниклаш йули билан урганилган, урганишлар натижалари 1 ва 2-расмларда курсатилган.
1-расм. Сув шимувчанлик
(1) ва оловда кискаришнинг (2) КК-12 намуна массасини пишириш х,ароратига
Д^^!; : бOFЛиКЛиГи
1-расмдан куриниб турибдики, пишиш хдрорати ошиши билан сув шимучванлиги
камаяди ва намунанинг оловда кискариши ортади, бунда хдроратнинг кутарилиши билан шишасимон фазанинг микдори отиб боради ва говакларни тулдиради, натижада зичлашиш ва каттиклашишга олиб келади.
2-расм. Эзилишга мустахкамлик (1),
зичлик (2) ва FOвакликнинг(3) пишиш хароратига боFликлиги
2-расмдан куриниб турибдики, пишириш хароратининг ошиши билан говаклик пасаяди ва материалнинг зичлиги ошади, бу енгил эрувчан компонентларни эриши натижасида хосил булган шишасимон фаза зарралар орасидаги бушликни тулдиради ва бу материалнинг мустахкамлигини ортишига олиб келади.
Керамика-технологик ва диэлектрик хоссаларини аниклаш усули буйича амалга оширилди, унинг натижалари 2 ва 3-жадвалларда курсатилган.
2-жадвал
_Электрокерамик намуналарининг керамик-технологик хоссалари_
Курсаткичларнинг номи
Пишиш
харорати, С
Масса индекси
КК-1
КК-2
КК-9
КК-12
КК-13
Эзилишга
мустахкамлик, МПа
1250 1300 1350 1400
86,70 89,53 105,23 83,32
95,23 97,35 108,28 94,78
92,38 94,17 110,2 95,37
96,48 98,70 119,4 98,84
94,13 96,32 112,2 96,19
Зичлик, г/см
1250 1300 1350 1400
2,30 2,44 2,48 2,44
2,32 2,45 2,47 2,41
2,32
2.46
2.47 2,45
2,36 2,48 2,51 2,43
2,38 2,43 2,48 2,42
Сув шимувчанлик, %
1250 1300 1350 1400
0,235 0,063 0,029 0,08
0,366 0,065 0,019 0,009
0,386 0,061 0,018 0,12
0,597 0,049 0,004 0,001
0,394 0,055 0,017 0,011
Оловда кискариши, %
1250 1300 1350 1400
14,65 14,08 14,12 15,75
12,26 14,13 14,36 14,46
14,82 15,34 15,48 15,56
12,35 14,66 14,84 14,92
14,25 14,45 14,96 15,08
3-жадвал
Электрокерамик намуналарининг диэлектрик хоссалари_
Курсаткичларнинг номи Пишиш 0 хдрорати, С Масса индекси
КК-4 КК-5 КК-9 КК-12 КК-13
Электр куввати, кв/мм 1350 27,3 27,2 27,7 28,1 29,2
Диэлектрик йукотиш тангенси, 1§5-10- 1350 22 23 22 22 21
Солиштирма хажм электр 13 каршилиги, -10 ом-см 1350 5,18 4,31 6,7 5,28 7,2
Диэлектрик сингдирувчанлик, 50Гц да 1350 5 6 6 5 7
Х,ароратга чидамлилик, камида 1350 169 172 176 182 186
Купгина адабий манбалардан маълумки, материалларнинг хусусиятлари хароратнинг ошиши билан ёмонлашади. Хусусиятларнинг ёмонлашиши куплаб омилларга ва куп даражада электрокерамик материалларнинг таркибига боглик. Шу муносабат билан, биз ушбу ишда диэлектрик утказувчанлиги ва диэлектрик йукотишни хамда солиштирма хажм каршилигининг пишиш хароратига богликлигини ургандик.
Материалнинг диэлектрик утказувчанлиги харорат ортиши билан ортади, диэлектрик йукотиш бурчак тангенси 300° хароратгача бироз ортади, кейин харорат ошиши билан кескин ортиши аникланди (3-расм). Бу хдроратнинг ошиши билан, биринчи навбатда, материал кизиб кетиши ва материалнинг ичида кутбланиш ва зарядлар харакатининг кучайиши билан изохланади, бунинг натижасида диэлектрик ичидаги электр энергияси материални иситиш ва зарядлар харакати учун сарфланади.
Пишиш хароратининг ортиши билан узига хос хажмли электр каршилиги сезиларли даражада камаяди. Электр токининг частотасини ошириш материалнинг хусусиятларига таъсир килади. КК-12 таркибининг утказувчанлиги (в) ва диэлектрик йукотиш бурчак тангенси 0^5) 0,3-30 мГц частота диапазонидаги электр токининг частотасига богликлиги урганилди (4-расм).
Электр токи частотасининг ошиши диэлектрик йукотишнинг тангенс бурчаги ва диэлектрик сингдирувчанлигини пасайишига олиб келади. Бундан ташкари электр токининг частотаси канчалик катта булса, бу параметрларнинг хароратга богликлиги шунчалик кам булади.
\ароргт
Синов намуналарининг фазали таркиби
3-расм. Диэлектрик йукотишнинг тангенс бурчагини х,ароратга боFликлиги
алохида ахамиятга эга булади, чунки
экплуатацион хусусиятлар ушбу таркибларга боглик. Синов намуналарининг фазали таркиби ренгенструктура, петрографик ва электрон-микроскопик тахлил усулларида аникланган.
Х,арорат а)
Харорат б)
4-расм. Намуналарнинг диэлектрик сингрувчанлиги (а) ва диэлектрик йукотишнинг тангенс бурчагини (б) ток частотаси ва х,ароратга боFликлиги
Саноат чикиндилари ва махаллий хомашёлар асосидаги 1250, 1300, 1350, 14000С хароратларда намуналарининг фаза таркибининг ренгенографик тахлили утказилди. КК-12 масса намуналарининг ренгенограммаси 5-расмда курсатилган.
Ишлаб чикарилган электрокерамик композицион массаларни таркибини ренгенографик тахлил усули билан урганиш шуни курсатдики ишлаб чикарилган электрокерамик композиция фаза таркиби муллит, кварц, кристобалит кристал фазаларидан иборатлиги хамда аморф шишасимон фаза мавжудлигини курсатди.
Намуналарнинг петрографик тахлили поляризацияли ёругликда шаффоф шлифлар ва кукунли препаратларда иммерсион усулда таджик; этилди.
1250°С хароратда пиширилган намуналар хажми бир жинсли булмаган, дагал донали тузилишга эга булиб, мавжуд шишасимон фаза хажм буйлаб бирлашади, унда 2-3 мкм хажмдаги донадор муллит таксимланади. Намунада улчами 25-30 мкм булган говаклар бор, лекин бу говаклар сони камайиб боради, кварц № = 1,552 булган булакчалар куринишида аник шаклга эга эмас; четларида № = 1,540 эриган, эриш калинлиги 3-5 мкм. Х,ажм жихатдан кварцнинг маълум микдори Nе = 1,484; № = 1,487 кристобалитга утганлиги аникланган (6 а-расм).
а) 1250; б)1300; в)1350; г)14000С.
5-расм. КК-12 массаси синов намуналарининг рентгенограммаси
6 б - расмдан куриниб турибдики, 1300°С хароратда пиширилган намуналарнинг
куйма таркибида кварц доналари мавжуд булиб, максимал улчами 20 мкм, майда кварц доналари тулик эриган ва эриган киррасининг калинлиги ошиб 12-14 мкм ни ташкил этади, кварцнинг бир кисми кристобалитга утади. Шишасимон фаза хажм буйлаб таркалган, донадор муллит микдори купайган. Асосий кисми майда доначали таркибга эга, зичлиги юкори, говак улчамлари кискарганлиги аникланган.
1350°С хароратда пиширилган намунанинг структура-текстура хусусиятлари 6в расмда келтирилган. Фазаси умумий равишда тенг таксимланган, говаклар таркиби камайган. Намуна яхши тузилишга эга. Кварцнинг майда доначалари шишасимон эриган, кварцнинг йирик доначалари четларида эриган, уларнинг калинлиги 12-14 мкм. Кварцнинг бир кисми кристобалитга утади.
в) г)
а) 12500С; б) 13000С; в) 13500С; с) 14000С.
6-расм. Турли хил хароратларда пиширилган КК-12 намунанинг
микрофотографияси
6 г - расмдан куриниб турибдики, 1400°С хароратда пиширилган намунанинг асосий кисми кунгир шишасимон (изотропен) куринишда, шишасимон фазасининг микдори анча куп, унинг четларида куйган кварц булаклари, куйган кисмининг калинлиги 15 -20 мкм, нисбатан майда кварц доначалари эриган, кристобалит микдори купайган, муллитнинг бир кисми хам эриган, говаклар хам шишасимон фаза билан тулган. Шуни айтиш мумкинки, ушбу хароратда намуна куйиб кетган.
Олинган натижалар тахлили шуни курсатадики 12500С хароратда пиширилган синов намуналарида енгил эрувчан компонентлар хисобига шишасимон фаза хосил булади. Ушбу хароратда муллит доначаларининг кристалл фазалари ва кварц мавжудлиги кузатилади. 13500С хароратда пиширилган намуналар асосан майда кристалсимон таркибли, 2-3 мкм улчамли муллит доналарига эга. Х,ажм буйича шишасимон фаза микдори 40-46%, кварц доналари ва кристобаллит энг кам микдорда намоён булган. 14000С хароратда пиширилган намуналар шишасимон фазанинг энг катта микдори билан ажралиб, энг кам кристал фазаларга эга, яъни намунанинг куйиб кетиши кузатилади. Бир хил хароратда пиширилган намуналар бир-биридан кристал фазалар билан фаркланади. Бу шихта таркибида синов массаларининг фарки билан боглик.
1200-1250 С хароратда пиширилган электрокерамик композицион массаларнинг электрон-микроскопик тахлили утказилди. 7-расмда 12500С хароратда пиширилган КК-9, КК-12, КК-13 композицион массаларнинг электрон-микрфотографияси курсатилган.
7-расм. КК-9 (а), КК-12 (б), КК-13 (в) 12500С х,ароратда пиширилган композицион аралашмаларнинг электрон-микрофотографияси.
в)
Шундай килиб, ишлаб чикилган композицион аралашмаларнинг электрон-микроскопик тахлили шуни курсатдики пишириш харорати ортиши билан турли улчамли кварц доначаларининг эрувчанлиги узгаради, яъни пишириш хароратига богликлиги тугри пропорционал ортади ва кварц дончалари улчамига тескари пропорционал булади.
КК-12 композицион массанинг киздирилганда 2500С ва 4400С кийматларда эришиладиган иккита эндотермик эффект кузатилади. Ушбу эндотермик эффектлар гигроскопик намликнинг йукотилиши, кварцнинг модификацион узгариши, тупрок хосил килувчи минералларнинг дегидротацияси билан боглик. Унинг фаркли жихати шундаки эндотермик эффектлар бошлангич компонентларнинг кимёвий минералогик таркиби, микдорий мутаносиблиги композициянинг шихта таркибига боглик равишда хароратнинг у ёки бу томонга узгариши билан боглик.
Шундай килиб, махаллий хомашёлар ва глиноземли ишлаб чикариш чикиндилари асосида юкори электр изоляцияцион хусусиятларига ва физик-механик хоссаларига эга булган композицион электрокерамик материалларининг самарали таркиби ишлаб чикилган.
АДАБИЁТЛАР
1. В.С.Туляганова, Р.И.Абдуллаева, С.С.Негматов, Г.Ф.Валиева, М.О.Туйчиева, Н.С.Абед, С.Т. Баракаева, Н.О.Умирова, Ш.А.Аззамова. Исследование процесса фазообразования керамических композиционных материалов на основе местного сырья // Композиционные материалы, -Ташкент. 2021, №2, - С. 76-81.
2. В.С.Туляганова, Р.И.Абдуллаева, С.С.Негматов, М.О.Туйчиева, Ф.Ф.Шарипов, Г.Ф.Валиева. Исследование процесса спекаемости электрокерамических композиций. // Universum: технические науки. Выпуск: 10(91) Москва 2021. Часть 4. -С. 44-46.
3. В.С.Туляганова, Р.И.Абдуллаева, С.С.Негматов, Г.Ф.Валиева. Разработка составов кордиеритовых электрокерамических материалов на основе местного сырья. // НамДУ илмий ахборотномаси. 2021 йил 12-сон, -С. 92-97.
4. Р.И. Абдуллаева, В.С. Туляганова, Р.Х. Пирматов, С.С. Негматов, Г.Ф. Валиева,
Ш.А. Аззамова. Петрографическое исследование фазового состава опытных образцов электрокерамических композиций // Композиционные материалы, -Ташкент. 2022, №2, -С. 3-7.
5. Р.И. Абдуллаева, В.С. Туляганова, С.С. Негматов, Г.Ф. Валиева, Ш.А. Аззамова. Ренгенографическое иследование процесса фазообразования опытных образцов композициионных электрокрамических масс, оббоженных при различных температурах. // Universum: технические науки. Выпуск: 6(99) Москва 2022. Часть 1. -С. 41-45.
6. Р.И. Абдуллаева, В.С. Туляганова, С.С. Негматов, Р.Х. Пирматов, Г.Ф. Валиева. Исследование керамико-технологических и диэлектрических свойств электрокерамических композиционных материалов на основе местного и вторичного сырья // Композиционные материалы, -Ташкент. 2022, №2, - С. 176-178.
7. Р.И. Абдуллаева, В.С. Туляганова, Р.Х. Пирматов, С.С. Негматов, Г.Ф. Валиева. Технология получения композиционных электрокерамических материалов // Композиционные материалы, -Ташкент. 2022, №2, - С. 178-179.
8. Меликулов, Н., & Кучкоров, С. К. (2022). Одновременное действие изгиба и сжатия в пластинах, подкрепленных по контуру упругими тонкостенными стержнями. Механика и технология, 3(8), 64-69.
9. Xolmirzaev, J. Z., Kuchkorov, S. K., & Eksanova, S. SH.(2020). Udarno-Угаща1е1ьиауа Dinamicheskaya Modelb Rabochego Organa Ochistitelya Xlopka. Kontseptsii I Modeli Ustoychivogo Innovatsionnogo Razvitiya, 137.
