9СТЕАТИТЛИ ЭЛЕКТРОКЕРАМИКА МАТЕРИАЛЛАРИНИ ОЛИШ УЧУН МАХДЛЛИЙ ХОМАШЁЛАРИНИНГ КИМЁВИЙ ВА МИНЕРАЛОГИК ТАРКИБИ ВА ХОССАЛАРИНИ УРГАНИШ
М. О. Туйчиева
Р. Х. Солиев М. А. Кахарова Ж. А. Маннонов
Наманган Мухандислик-^урилиш институти
Ушбу макола стеатитли элеткрокерамика материалларини ишлаб чикариш учун зарур булган махаллий хомашёлар тальк, бентонитнинг янги манбааларини урганишга багишланган. Узбекистонда бундай хомашёларнинг катламлари жуда куп. Композицион электрокерамик материаллар ишлаб чикариш учун махаллий хомашё ва шолини кайта ишлаш саноат чикиндисининг кимёвий-минералогик таркиби ва физик-кимёвий хоссаларини урганиш буйича олиб борилган тадкикот натижалари акс эттирилган.
Калит сузлар: бентонит, тальк, магнезит, физик-кимёвий хосса, стеатитли электрокерамик материал
The results of research on the study of chemical and mineralogical compositions and physico-chemical properties of local raw materials and waste from the rice processing industry for the production of composite electro-ceramic materials are reflected. This article is devoted to the study of new sources of local raw materials for the production of steatite electro-ceramic materials talc and bentonite. There are huge deposits of such raw materials in Uzbekistan.
Keywords: bentonite, talk, magnesite, physico-chemical properties, steatite electro-ceramic materials.
Бутун дунёда юкори физик-механик ва электрофизик хусусиятларига эга булган изоляцион электрокерамика материаллар, юкори частотали диэлектриклар, юкори вольтли деталларни ишлаб
АННОТАЦИЯ
ABSTRACT
КИРИШ
чикиш буйича илмий-тадкикот ишлари олиб борилмокда. Шу
March, 2022
сабабли электрокерамика ва электроизоляцион композицион керамик материалларни яратиш ва уларни ишлаб чикиш катта ахамият касб этади.
Республикада электротехника саноати учун электрокерамика композицион материалларни яратиш ва ишлаб чикариш сохасида бир канча чора-тадбирлари ишлаб чикилмокда ва маълум бир натижаларга эришилмокда. Узбекистон Республикасини янада ривожлантириш буйича Харакатлар Стратегиясида «...илмий-тадкикот ва инновацион фаолиятни рагбатлантириш, инновацион ютукларни амалиётга жорий этишнинг самарали механизмларини яратиш...» буйича мухим вазифалар белгилаб берилган. Бу борада, юкори электрофизик ва физик-механик хусусиятларга эга булган электрокерамика композицион материалларни самарали таркибларини яратиш, уларни олиш усулларини аниклаш ва энергия ресурстежамкор техналогиясини ишлаб чикиш мухим ахамиятга эга.
АДАБИЁТЛАР ТА^ЛИЛИ ВА МЕТОДОЛОГИЯ
Узбекистон Республикаси Президентининг 2017 йил 7 февралдаги №ПФ-4947-сон «Узбекистон Республикасини янада ривожлантириш буйича ^аракатлар стратегияси тугрисида»ги, Фармони, 2018 йил 25 октябрдаги №П^-3983-сон «Узбекистон Республикасида кимё саноатини ривожлантириш чора-тадбирлари тугриси»даги, 2019 йил 24 августдаги №П^-4426-сон «Давлат ва хужалик бошкаруви хамда махаллий ижроия хокимияти органларининги ишлаб чикаришни махаллийлаштириш ва саноат тармокларида кооперация алокаларини жадаллаштиришнинг янги тизимини жорий этиш буйича масъулиятини янада ошириш тугрисида» ги, 2020-йил 15-мартдаги №П^-6079-сон «Ракамли Узбекистон-2030» ^арорлари хамда мазкур фаолиятга тегишли бошка меъёрий-хукукий хужжатларда белгиланган вазифаларни амалга оширишда ушбу макола муайян даражада хизмат килади.
Бугунги кунда дунёда электрокерамика материаллари энергетика, нефть, металлургия, машинасозлик ва бошка саноат тармокларида кенг кулланилганлиги сабабли композицион электрокерамика материалларга булган талаб ортиб бормокда. Бу борада электроизоляцион юкори частотали диэлектриклар, юкори вольтли деталлар, изоляторлар ва бошка буюмлар тайёрлаш учун электрокерамика материалларининг самарали таркибини яратиш ва энергия ресурстежамкор технологияларни ишлаб чикиш алохида ахамиятга эга.
March, 2022
Тальк магнезитли электркерамика материалларнинг асосий компоненти хисобланади. Петрографик анализ натижалари курсатдики, текширилаётган талькнинг асосий минерали магнезитдир, у гипс, кальцит, кварц, дала шпатилари ва бошкалардан ташкил топган. Магнезит юпка кристалл структурага эга, кристаллари шаффоф, рангсиз, доначалари чузилган формада, синиш курсаткичлари Nq = 1,700; N = 1,509 тенг. Кристаллари тартибсиз катлам холатдаги тузилишга эга, улар орасида магнезит ва доломит жойлашган. Талькнинг зичлиги 2,72-2,80 г/см3 тенг. Коракалпок тальки яшил-кулранг булиб, кимёвий таркибини текшириш натижалари 1-жадвалда келтирилган.
1-жадвал
Коракалпок талькининг кимёвий таркиби
П.п.п. SiO2 AI2Q3 Fe203 СаО MgO TiO2 SO3 NaO K2O
Тальк 13,03 38,06 7,69 7,95 4,2 27,35 - - 0,57 0,18
Кимёвий текшириш натижалари шуни курсатдики, текширилаётган тальк MgOнинг 27,35% гача борлиги билан характерлидир. Текшириш натижалари талькнинг утга чидамлилиги 1570°С эканлиини курсатди. Талькнинг кимёвий таркибини текшириш натижаларини ГОСТ талаби билан таккослаб, шундай хулосага келинди, урганилаётган тальк узининг таркиби жихатидан ПМК-27 маркага мос келади ва магнезитли электрокерамик материалининг омухта таркиби учун компонент сифатида катта кизикиш уйготади.
Талькнинг дифференциал-термик анализ натижасида 4 та эндотермик эффект кузатилди (1-расм). Биринчи эндотермик эффект 6100С да магнезитнинг сувсизланиши билан, иккинчи эндоэффект 770°С да доломитнинг магний ва кальций карбонатларига ажралиши билан кечади.
Учинчи эндоэффект 850°С кальций ва магний карбонатларининг парчаланиши билан, туртинчи эндоэффект 970°С да талькдаги кимёвий богланган сувнинг йуколиши билан содир булади.
Талькнинг рентгенограммасидан куриниб турибдики, урганилаётган тальк асосан талькдан (d/n = 0,924; 0,312; 0,234; 0,203; 0,1873 нм) ва темир хлоритидан ^/п = 0,1354; 0,712; 0,478; 0,356; 0,285 нм) иборат. Урганилаётган талькни йирик кристалли, ковушкок (пластик) тузилиши билан характерланиши аникланди. Композицион масса таркибига кирувчи талькнинг тузилиши ва кимёвий таркиби композициянинг технологик хоссасига ва электркерамиканинг физик-технологик характерига катта таъсир этади, текширилаётган талькни киздирилганда содир буладиган жараёнларни урганиш мухим вазифалардан биридир.
March, 2022
47
6.85 9.70 6.85
1-расм. Коракалпок талькининг дериватограммаси
Талькнинг фаза узгаришини хароратга богликлиги ренгенфазавий анализ ёрдамида урганилди. Ренгенограммадан куриниб турибдики, куйдирилган тальк магний метасиликати, магний ортосиликати ва темир хлорит кристалл фазаларидан иборат. Магний метасиликати катлам оралигида чуккилари d/n = 0,924; 0,462; 0,328; 0,316; 0,297; 0,288; 0,254 нм, магний ортосиликати чуккилари d/n = 0,1065; 0,336; 0,193 нм ва темир хлорити чуккилари d/n = 0,1354; 0,712; 0,478; 0,356; 0,285 нм билан характерланади.
Петрографик анализ натижасида намунадаги магний ортосиликати ёругликни синдириш кустакичлари: Ng = l,668 ва Np = l,636, магний метасиликати Ng = l,658 ва NP = 1,650 иборат эканлиги аникланди.
Шундай килиб, урганилаётган тальк асосан магний гидросиликатидан, магнезитдан иборат, унда колдик (кушимчалар) куринишда кальцит, кварц, дала шпати ва бошкалар бор. Киздириш вактида тальк сувсизланади, ва яна харорат кутарилиши натижасида магний метасиликати хосил булади.
Коракалпок талькини текшириш натижаларини анализ килиб, шундай хулоса килиш мумкин, тальк электркерамик материалларини пишириш вактида жараёнларни тезлигини ва механизмини бошкариб туради, материални мустахкамлигини оширишга ёрдам беради.
Каттакургон бентонити узининг физик-кимёвий хоссалари ва захираларининг куплиги нуктаи назари билан, уни урганиш узида катта кизикиш уйготади. Зокиров М.З. ва бошкалар тупрокни хар томонлама ва батафсил урганишган. Каттакургон бентонитининг яшил ва кулрангли турлари урганилган. Текширилаётган бентонит хакида тулик маълумотга эга булиш максадида, унинг физик-кимёвий ва технологик курсаткичларига биз кимё-минералогик таркиби, майдаланиши, ковушкоклик, хавога ва утга чидамлилиги, сув ютувчанилик, зичлиги, сикилишга ва эгилишга булган мустахкамлигини аниклаш оркали эришдик.
March, 2022
Бошка захирадаги бентонитли тупрокни кимёвий анализ натижаларини таккослаб шуни айтиш мумкинки, Каттакургон бентонитли тупроклари узининг кимёвий таркиби билан электр ва техника керамикасида ишлатилаётган Огланлин бентонитига якиндир.
Урганилаётган бентонитда SiО2 Огланлин бентонитига нисбатан камрок, А12О3 эса купрокдир. Каттакургон яшил ва кулранг тупрогининг (булаги 0,001 мм) уртача кимёвий таркиби таникли булган Пыжев, Тазказган ва Аскан бентонитли тупрогининг таркиби билан деярли бир хил ва якиндир. Текширишлар натижасига кура, бентонитнинг макбул пишиш харорати 1000°С.
Текширилаётган бентонитни минералогик таркибини электрон-микроскопик, петрографик ва рентгенграфик методлари ёрдамида урганилди.
Утказилган анализ асосида урганилаётган бентонит монтмориллонит тупрогидан иборатлиги, сувда тез букиши ва тез майдаланиши билан характерланиши, унинг таркибида 50-57% монтмориллонит, 30-36% гидрослюдалар, 8-9% каолинит борлиги аникланди. Колдик холида эса кварц, микроклин куринишидаги дала шпати, кальцит, турмалин ва сфен учрайди. Бентонитнинг пишиш харорати 1000°С, паст хароратда деформацияланади ва 11500С да жипслашади, пишиш холатининг оралиги 500С.
Утга чидамлилиги ва кийин эрийдиган тупрокка нисбатан, термик ишлов беришда бентонитнинг муллит хосил булиш жараёни паст хароратда (11500С) бошланади. Шунинг учун уни электрокерамика структурасидаги кристалл фаза муллит хосил булишига интилувчи эрувчан деб караш мумкин.
Каттакургон бентонити яхши богловчи ва ковушкоклик кобилиятига эга булгани учун, электркерамик омухтасининг утга чидамли ва богловчи компонент урнини босувчи сифатида узига нисбатан катта кизикиш уйготади. Ижобий курсаткичларга эга булган бентонитдан утга чидамли тупрок урнида фойдаланиш хомашё базасининг кенгайишига ва махсулотнинг таннархини пасайишига олиб келади.
Турли хил ишлаб чикариш чикиндилари - иккиламчи хомашёлардан фойдаланиш, табиий минерал хомашё ресурсларининг иктисодий самарасини оширади, бу эса керамика саноати хомашё базаларини кенгайишига олиб келади.
Хар йили Узбекистон буйича 35 минг тонна чикиндилар ташлаб юборилади, кайсики уларга термик ишлов берилгандан сунг, улар ута мухим кремнезмли хомашёларга айланади.
March, 2022
Проф. А.М. Эминов томонидан кимёвий анализ ёрдамида пиширилмаган ва 13500С да пиширилган охирги хароратда 30 дакика ушлаб турилган шолини кайта ишлаш саноати чикиндисини кимёвий таркиби аникланди. Бу чикиндини стеатитли электркерамикасини ишлаб чикаришда фойдаланиш максадга мувофик деб хисобланади.
ХУЛОСА
Комплекс физик-кимёвий анализлар ёрдамида Коракалпок тальки, Каттакургон бентонитининг кимёвий-минералогик, гранулометрик таркиби, физик-кимёвий ва технологик хоссалари аникланди.
Талькни 13500С хароратда киздирилганда магнийнинг мета- ва орто-силикатлари хосил булиши аникланди.
Махаллий хомашёлардан тальк, бентонит, каолин ва кремнезмли чикинди асосида стеатитли электрокерамика композициясининг макбул таркиби ишлаб чикилди.
REFERENCES
1.Туляганова В.С., Абдуллаева Р.И., Туйчиева М.О., Умирова Н.О., Аззамова Ш.А. Петрографическое и рентгенографическое исследования керамических компазиций на основе местного сырья // Universum: технические науки. Выпуск: 8(89), Москва, 2021, Часть 2. - С. 117-122 (02.00.00 №1).
2. Туляганова В.С., Абдуллаева Р.И., Туйчиева М.О., Умирова Н.О., Аззамова Ш.А. Разработка и исследование керамико-технологических и диэлектрических свойств композиционных электрокерамических материалов // Universum: технические науки. Выпуск: 8(89), Москва, 2021, Часть 2. - C. 293-298 (02.00.00 №1).
3. Туляганова В.С., Абдуллаева Р.И., Негматов С.С., Туйчиева М.О., Шарипов Ф.Ф., Валиева Г.Ф. Исследование процесса спекаемости электрокерамических композиций // Universum: технические науки. Выпуск: 10(91), Москва, 2021, Часть 4, - C. 44-46 (02.00.00 №1).
4. Туляганова В.С., Абдуллаева Р.И., Негматов С.С., Туйчиева М.О., Шарипов Ф.Ф., Джабаров Б.Т., Ходжаева Д.Н Состав и свойства электрокерамических композициий на основе отхода промышленности // Композиционные материалы, №3, 2021, - С. 179-181 (02.00.00 №4).
March, 2022
50
