Фізико-хімічні основи використання фосфатів натрію у ливарному виробництві
DOI:
https://doi.org/10.15330/pcss.21.4.756-763Ключові слова:
зв’язувальний матеріал, іонний радіус, міцність при стисканні, ортофосфорна кислота, пірофосфат натрію, стрижнева суміш, триполіфосфат натріюАнотація
Розроблено технологію синтезу неорганічного зв’язувального матеріалу на основі триполіфосфату натрію Na5P3O10 та ортофосфорної кислоти. Установлено послідовність здійснення фізико-хімічних перетворень у цій системі, а також оптимальне масове співвідношення ортофосфорної кислоти та триполіфосфату натрію. У дослідженнях застосовано методи кількісного та якісного рентгенофазового аналізу, диференційного термічного аналізу, стандартні способи випробування зразків на міцність при стисканні. Співвідношення атомних радіусів катіона (Na) та аніона (P2O7), а також наявність водневих зв’язків забезпечують значне підвищення зв’язувального потенціалу порівняно з іншими фосфатами натрію. Установлено, що зміцнення сумішей з 2…8 мас. ч. пірофосфату натрію, наповнювачем у яких є пісок на основі кварцу, максимально інтенсивно відбувається при нагріванні до 150 °С. Подальше підвищення температури понад 250 °С призводить до перетворення пірофосфату натрію на звичайний (неполімерний) метафосфат NaPO3, який існує без змін хімічної будови до 1000 °С. Ливарні форми і стрижні із розробленим зв’язувальним матеріалом мають належну термічну і хімічну стійкість до розплавів сталі та чавуну, що доведено експериментально. Розроблений зв’язувальний матеріал, з огляду на світові тенденції декарбонізації та ресурсозбереження, являється конкурентною альтернативою до широко застосовуваних синтетичних смол та інших органічних матеріалів. Він не містить шкідливих речовин та не виділяє небезпечних продуктів під час нагрівання.
Посилання
L.G. Sudacas, Phosphate binding systems (RIA «Kvintet», St. Petersburg, 2008).
V.A. Kopeykin, A.P. Petrova, I.L. Rashkovan, Phosphate-based materials (Moscow, Khimiya, 1976) (https://doi.org/10.1016/j.mspro.2015.11.116).
Web-source: http://ecolog-ua.com/news/ukrayina-i-fosfaty-shcho-nas-vbyvaye.
Ye.M. Kryzhanovsʹkyy, Collection of scientific articles “III All-Ukrainian Congress of Ecologists with International Participation” (Vinnytsia, 2011) v. 1, pp. 216-219.
V. I. Dubovyy, O. V. Dubovyy, Ecological culture: a textbook (Kherson, Hrinʹ D.S., 2016).
V.Ye. Pochapsʹkyy, S.O. Osypenko, Proceedings of the International Scientific and Practical Conference "Environmental Problems of the Environment and Environmental Management in the Context of Sustainable Development" (Poltava, 2019), pp. 90-94.
M.M Sychev, Inorganic adhesives (Leningrad, Khimiya, 1974).
Yu.M. Butt, V.Ye. Kaushanskiy, Inorganic materials (1973).
J. D. Wygant, Ceramic production processes (Moscow, Inlit, 1960).
V.A. Kopeykin, V.S. Klement'yeva, B.L. Krasnyy, Refractory solutions on phosphate binders (Moscow, Metallurgiya, 1986).
V.I. Fokin, N.V. Bagrova, G.P. Korolev, D.F. Bagrov, Foundry production, No. 9. pp. 17-18 (1998).
S.P. Doroshenko, V.P. Avdokushyn, K. Rusyn, I. Matsashek, Molding materials and mixtures (Kyiv, Vyshcha shkola, 1980).
S.P. Doroshenko, Molding mixtures (Kyiv, IZMN, 1997).
A.N. Boldin, N.I. Davydov, S.S. Zhukovskiy and other, Foundry molding materials. Molding, core mixtures and coatings (Moscow, Mashinostroyeniye, 2006).
E.I. Sych, New technological processes of foundry (Moscow, 1967) pp. 205-210.
Makiguchi Toshisada, Muramatsu Akira, Kurabe Hyojir, Patent US 4078599 A (14 March1978).
Kawasaki Heavy IND LTD, Patent GB 1192633 A (20 May 1970).
A.P. Baranov, V.N. Koptelov, R.Sh. Nazmutdinov and E.I. Pospelova, Patent RU 2228310 С2 (10 May 2004).
R.V. Lyutyy, Foundry production, No. 5, pр. 13-17 (2016).
R.V. Lyutyy, D.V. Keush, V.O. Naboka, A.R. Pyvoshchuk, Вісник ДДМА, 1(37), 55-59 (2016).
R.V. Lyutyy, D.V. Keush, Foundry production, No. 4, p. 23-28 (2017).
R.V. Liutyi, M.V. Tyshkovets, D.V. Liuta, Physics and Chemistry of Solid State. 21(1), 176-184 (2020) (https://doi.org/10.15330/pcss.21.1.176-184).
J. Kingery, Introduction to ceramics (Moscow, Izdatel'stvo literatury po stroitel'stvu, 1967).
R.V. Lyutyy, I.M. Guriya, D.V. Keush, V.S. Smol'skaya, Foundry production, No. 5, pр. 28-31 (2014).
B. Lorent, M. Szeplaki, Thermogravimetrische und thermoanalytische Untersuchungen kondensierden Phosphate, No. 11, pр. 357-363 (1967).
N.M. Dombrovskiy, J. Sci. Chem., v. 5, No. 8, pр. 1699-1710 (1960).
R.A. Lidin et al., Chemical properties of inorganic substances: Textbook for universities (Moscow, Khimiya, 2000) ISBN 5-7245-1163-0.
N.M. Dombrovskiy, J. Sci. Chem., v. 7, No. 1, pр. 104-112 (1962).
S.I. Berul', N.K. Voskresenskaya, J. Sci. Chem., v. 10, No. 5, pр. 1110-1120 (1965).
P.N. Fedorov, M.V. Mekhoseev, V.N. Krivenko, J. Sci. Chem., v. 7, No. 1, pр. 76-80 (1962).
N.M. Smirnova, N.I. Silant'eva, R.G. Lepilina et al., Research in the production of phosphorus and its compounds, No. 27, pр. 74-79 (Moscow, 1977).
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
