Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Разработан подход, упрощающий 3D-печать пористых алюмосиликатных огнеупорных материалов
Ученые ТПУ предложили новый подход 3D-печати широко используемых, например, в металлургии и изготовлении стекла, материалов — пористых алюмосиликатных огнеупоров. Политехники подобрали состав чернил для 3D-печати и изготовили образцы огнеупоров на разработанном в ТПУ 3D-принтере. Технология позволяет ускорить процесс производства материалов. Кроме того, полученные образцы отличаются перспективными свойствами — прочностью и высокой стойкостью к проникновению шлака.
Исследование поддержано грантом РНФ, результаты опубликованы в журнале Ceramics International.
Пористые муллитокорундовые огнеупоры широко применяются в качестве теплоизоляционных и конструкционных материалов для металлургических и стекловаренных печей. Среди основных технологий их производства — прессование порошковых материалов с добавлением порообразователей или шликерное литье с использованием пенообразующих компонентов в суспензии. 3D-печать огнеупоров с относительно грубозернистой и пористой структурой, по словам ученых, является относительно новым направлением. При этом аддитивное производство может обеспечить экономически эффективный подход к производству уникальных огнеупорных материалов.
Наиболее подходящий метод для 3D-печати огнеупоров с различным составом и структурой – это метод прямого письма чернилами (DIW). Он позволяет производить пористые алюмосиликатные огнеупоры из чернил на основе пластичного глинистого сырья. Однако чернила на основе глины часто демонстрирует высокую усадку при высыхании и спекании, что требует жесткого соблюдения баланса между содержанием твердой фазы, вязкостью и экструдируемостью.
Сотрудники Научно-образовательного центра Н.М. Кижнера Инженерной школы новых производственных технологий ТПУ в своем проекте остановились на следующем составе чернил для 3D-печати огнеупоров – с использованием вяжущих суспензий кварцевого стекла, плавленого оксида алюминия и пластификаторов на основе гидроксипропилметилцеллюлозы (ГПМЦ) и полиэтиленгликоля (ПЭГ).
«Высококонцентрированные вяжущие суспензии (ВКВС) кварцевого стекла являются самыми высоконаполненными водными суспензиями. Они придают материалам для печати высокую текучесть, обеспечивают быстрое твердение слоев при печати и отвечают за низкую усадку при сушке и обжиге – именно такой комплекс свойств необходим для так называемых чернил для печати. Такие суспензии, с нашей точки зрения, могут выступать перспективной альтернативой более традиционным чернилам для печати на основе алюмосиликатного глинистого сырья, для которых большая усадка является характерной, что в целом затрудняет проектирование и изготовление изделий строго заданных габаритов», – говорит один из авторов статьи, инженер НОЦ Н.М. Кижнера Шариф Шарафеев.
Однако основными сложностями при работе с ВКВС, по словам ученых, является их полная непластичность. Именно для решения этой проблемы политехники добавили в состав водорастворимые полимерные компоненты (ГПМЦ и ПЭГ). Кроме того, в качестве основного функционального наполнителя в суспензии был использован плавленый оксид алюминия, повышающий прочностные и огнеупорные свойства изделия.
На основе проведенного реологического анализа ученые выбрали чернила, отличающиеся оптимальными реологическими и печатными свойствами. Для печати образцов новых материалов использовался специально разработанный учеными НОЦ Н.М. Кижнера 3D-принтер. Затем были исследованы структурные и механические свойства полученных образцов.
«Фактически, разработанный нами материал, несмотря на сходство химического состава с имеющимися аналогами, является относительно новым. Поэтому в рамках данного исследования перед нами, в первую очередь, стояла задача первичной аттестации материала по пористости, кажущейся плотности и прочности. В качестве дополнительного параметра мы также измерили устойчивость к действию металлургических шлаков. В целом, материалы показывают сопоставимые или даже немного их превышающие с описанными в научной литературе аналогами свойства.
Кроме того, у нашего подхода есть еще одна достаточно весомая положительная черта – поскольку изделие практически не претерпевает усадки, его можно сразу отправлять на обжиг после печати, пропустив этап длительной сушки, как у материалов на основе глин. Удаление органических компонентов также протекает «безболезненно» – необходима всего лишь одна ступень выдержки при 185 °С, затем можно греть изделия до температуры спекания (1550 — 1600 °С) практически с любой скоростью, общая усадка по всем осям составляет не более пяти процентов», – поясняет Шариф Шарафеев.
В планах у научного коллектива – апробация разработанных принципов и критериев для получения более современных и новых видов огнеупоров, в частности, карбидокремниевых.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые проверили 100 популярных кормов для собак и кошек и во многих из них нашли ПФАС, так называемые «вечные химикаты», причем одни из самых высоких концентраций обнаружили в продуктах на основе рыбы. Во многих случаях их уровень превышает пороги безопасности для людей, установленные европейским регулятором.
Оказалось, что насекомые активно избегают влажных поверхностей.
Во время обследования почти 900 собак ученые выявили 12 пород, склонных к брахицефалическому обструктивному синдрому дыхательных путей, который может ухудшать сон и влиять на переносимость физических нагрузок. Авторы нового исследования выяснили, что список пород, предрасположенных к серьезным нарушениям дыхания, куда шире, чем считалось ранее.
Ученые проверили 100 популярных кормов для собак и кошек и во многих из них нашли ПФАС, так называемые «вечные химикаты», причем одни из самых высоких концентраций обнаружили в продуктах на основе рыбы. Во многих случаях их уровень превышает пороги безопасности для людей, установленные европейским регулятором.
Исследователи Санкт-Петербургского государственного университета разработали эффективный способ обнаружения в крови важнейшего биомаркера иммунитета — неоптерина — с помощью нанотехнологий и лазера.
Во время обследования почти 900 собак ученые выявили 12 пород, склонных к брахицефалическому обструктивному синдрому дыхательных путей, который может ухудшать сон и влиять на переносимость физических нагрузок. Авторы нового исследования выяснили, что список пород, предрасположенных к серьезным нарушениям дыхания, куда шире, чем считалось ранее.
Астрономы недавно проанализировали базу данных о падающих на Землю объектах и пришли к выводу, что два из них прибыли из межзвездного пространства. Известна не только дата, но и место падения каждого из них.
Международная команда палеонтологов описала новый вид динозавра размером с крупную современную птицу. Он носил на голове плотный костяной нарост, который эти животные, возможно, использовали для внутривидовых разборок. Находка показывает, что даже мелкие хищники мелового периода могли решать конфликты не только когтями и зубами, но и ударами головой.
Образцы грунта, взятые астронавтами полвека назад, вложили еще один важный кирпич в здание научной картины мира: гипотеза о том, что Земля исходно была сухой, не стыкуется с фактами. Похоже, идею о невозможности сохранения большого количества воды на «теплых» планетах придется пересмотреть.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно