Study of the subsolidus structure of the system ZnO–Al2O3–TiO2–SiO2

Yaroslav Pitak,Ruslan Krivibok,Georgy Lisachuk,Lubov Bilostotska,Yulia Trusova,Katerina Podchasova

doi:10.15587/1729-4061.2016.67246

Yaroslav Pitak, Ruslan Krivibok + Show 4 more

Open Access

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2016.67246

Copy DOI

Abstract

The study of the structure of the system ZnO–Al 2 O 3 –TiO 2 –SiO 2 in the field of subsolidus using thermodynamic and geometric-topological methods, as well as the structure of poorly explored three-component systems ZnO – Al 2 O 3 – TiO 2 and ZnO – TiO 2 – SiO 2 , is conducted. It is found that the four-component system is divided into eight elementary tetrahedra. Their relative volumes, the degree of asymmetry are calculated. The lengths of tie lines, the relative volumes of phase existence, and probability of phase coexistence are determined. The topological graph of the relationship of the elementary tetrahedra is built. The geometric-topological characteristics of the system phases (volume of existence, probability of coexistence) are provided. The regions of oxide compositions with the largest relative volumes and the lowest degree of asymmetry for manufacturing a wide range of refractories, heat-resistant and technical ceramics, and also glass-crystalline materials and coatings are shown. The region of oxide compositions with a minimum temperature (1170 K) of melt occurrence, which is promising for producing materials under forced firing is determined. These data, in addition to identifying common statistical regularities, can be the basis for the synthesis of the given phase composition with the desired set of properties and implementation of energy-saving technologies.

Highlights

Исследовано строение системы ZnO–Al2O3–TiO2– –SiO2 в области субсолидуса, которая включает две малоизученные трехкомпонентные системы ZnO–Al2O3–TiO2 и ZnO–TiO2–SiO2
Syntesis and characterization of zinc titanate nano-crystal powders obtained by mechanical activation [Text] / N
Мельников // Вопросы химии и химической технологии. – 2010. – No 5. – С. 102–109

Summary

Аналіз літературних даних та постановка проблеми

Технічна кераміка володіє високими показниками хімічних та фізичних властивостей та є найбільш переважною в експлуатації в порівнянні з полімерами та металами, ресурс використання яких обмежений досягнутою фізичною межею [2]. Визначення областей складів та температурних границь синтезу таких композицій не можливо без знання будови багатокомпонентних систем, що включають ці сполуки, зокрема ZnO–Al2O3– –TiO2–SiO2. Які утворюються при взаємодії оксидів титана та цинку, – титанати цинку, володіють деякими специфічними властивостями і застосовуються в якості матеріалів для радіоелектронних виробів, бактерицидних покриттів та покритті, які володіють фотокаталітичним ефектом – легко та самоочисні та інш. Ємозв’язку елементарних тетраедрів, надати повну геометро-топологічну характеристику фаз системи;. 4. Матеріали та методи дослідження термодинамичного аналізу та геометро-топологічної характеристики системи ZnO–Al2O3–TiO2–SiO2. Теоретичні дослідження проводились із застосуванням експериментальної методики визначення вільної енергії Гібсу, довжини конод, ступеню асиметрії, об’ємів елементарних тетраедрів, вірогідності співіснування фаз, температури евтектики. Для аналізу вірогідності протікання реакцій утворення кристалічних фаз проводили розрахунок вільної енергії Гіббсу (∆G) [12, 13] за рівняннями: DG0T = DH0T - TDS0T , (1). Вихідні термодинамічні константи сполук системи ZnO–Al2O3–TiO2–SiO2, наведені у табл. 1

Мета та задачі дослідження

Висновки

Handbook of Advanced Ceramics