ПРИМЕНЕНИЕ ДОЛОМИТОВ В КАЧЕСТВЕ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ КОНТЕЙНЕРОВ ВЫСОКИХ ДАВЛЕНИЙ ШЕСТИПУАНСОННЫХ ПРЕССОВЫХ УСТАНОВОК
Аннотация
Целью работы было определение термостойкости порошков доломита и его компактированных смесей с жидким стеклом (силикатом натрия), использованным в качестве связки для изостатического прессования деталей. Основными методами исследования служили дифференциально-сканирующая калориметрия, термогравиметрический анализ и инфракрасная спектроскопия, которые позволили изучить превращения доломитовых материалов при нагревании и определить природу наблюдаемых тепловых эффектов.
В результате исследований определены температурные границы фазовых превращений; методами сканирующей дифференциальной калориметрии и термогравиметрии изучены преобразования в порошках природного доломита зернистостью 1000/200 и 160/20 мкм при атмосферном давлении и температурах до 1200 оС; определены температурные пределы фазовых преобразований – диссоциации CaMg(CO3)2 на кальцит, магнезит и углекислый газ при 310 – 750 оС с дальнейшим разложением CaCO3 на CaO и СО2 в интервале температур 600 – 935 оС. Установлено, что преобразование мелкой фракции протекает при меньшей на 82 оС температуре и требует на 104 Дж/г меньше количества теплоты.
Проведенные исследования с использованием инфракрасной спектроскопии позволили определить характеристические пики поглощения тепла в инфракрасном диапазоне оптических волн, из которых сделан вывод о том, что материал с оптимальным содержанием силиката натрия в качестве связки повышает уровень поглощения теплового излучения, в результате чего улучшаются теплофизические характеристики. Оценка тепловых свойств для таких материалов выполнена впервые и является оригинальной; она позволяет заключить, что теплоизоляция материала улучшается в 2,5 раза по сравнению с исходным составом.
Исследования превращений при отжиге смесей доломита с жидким стеклом при температурах 160 – 300 оС позволили оптимизировать состав материала для применения его в качестве теплоизоляции и изготовления деталей ячеек высокого давления, используемых для контейнеров шестипуансонных прессовых установок при выращивании монокристаллов алмаза методом температурного градиента. Это позволило обеспечить надежность и стабильность проведения процессов нагревания ростовых ячеек в циклах длительностью 200 – 300 часов.
Проведенные исследования позволяют значительно расширить класс материалов-теплоизоляторов для применения в конструкциях сжатия большого объема шестипуансонных прессов с диаметром плунжера до 1000 мм и более.
