Журнал основ возобновляемой энергии и приложений
Открытый доступ

Абстрактный

Влияние теплового излучения на синтез и кристаллизацию стекол кордиеритового состава

М.Х. Руми, М.А. Зуфаров, Е.П. Мансуров, Н.А. Кулагина

Представлены результаты по кристаллизации стекол кордиеритового состава, синтезированных под воздействием концентрированного лучистого потока различной плотности. Синтез проводился с использованием солнечной печи или солнечного имитатора, где источником тепла служили ксеноновые лампы мощностью 10 кВт. Исследовались стекла следующего стехиометрического состава 2MgO:2Al2O3:5SiO2 без катализатора и с катализатором TiO2. Исходным сырьем служили MgO, Al2O3 и кварц-каолинит-пирофиллитовая порода как основной источник SiO2. Природа фазовых переходов в полученных образцах изучена с помощью рентгеноструктурного анализа (ДРОН-УМ-1) и дифференциально-термического метода (дериватограф Q-1500 D). Спектры поглощения получены на спектрофотометре СФ-56. Сравнение фазового состава кристаллизованных образцов показывает, что кристаллизация μ-кордиерита и переход μ-кордиерита в α-кордиерит в стеклах, синтезированных с использованием ксеноновой лампы, происходит при более низких температурах, чем синтезированных с использованием солнечного излучения, при одинаковых условиях синтеза и отжига. Кроме того, в стеклах, содержащих TiO2, увеличивается содержание Ti3+, а при температурах отжига выше 1200°С активизируется распад сопутствующей фазы — титаната магния-алюминия. Различия в характере фазообразования отражаются на активности стеклянных порошков к спеканию.

Установлено, что особенности спектрального состава ксеноновой лампы и Солнца влияют на характер процесса кристаллизации стекла. Наличие значительной доли экстремального ультрафиолетового излучения инициирует процесс кристаллизации по механизму фотоактивации и оказывает такое же влияние, как повышение температуры кристаллизации стекла или увеличение концентрации катализатора.