Otrzymywanie tworzywa szkło-krystalicznego z fazą ZnAl2O4 w wyniku eliminacji struktur piroksenowych

• Autorzy: Okupski T. , Herman D. , Walkowiak W.

Warianty tytułu

EN

Preparation of glass-ceramics containing ZnAl2O4 due to the elimination of pyroxene structures

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań nad możliwością zastosowania tworzywa szkło-krystalicznego z układu CaO-MgO-ZnO-Al2O3-B2O3-SiO2, będącego modyfikacją układu CaO-MgO-Al2O3-SiO2, jako spoiwa do ziaren ściernych z mikrokrystalicznego tlenku glinu typu SG. W wyniku zmiany składu chemicznego tworzywa z układu Al0,54B0,9Mg0,05Zn0,38Ca0,12Si0,51O3 możliwa jest eliminacja podstawowych struktur krystalicznych z grupy krzemianów (diopsyd, augit) na korzyść fazy spinelowej (ZnAl2O4). Tworzywo szkło-krystaliczne z udziałem gahnitu oraz należącego do grupy krzemianów wyspowych wilemitu (Zn2SiO4), charakteryzuje się korzystniejszymi właściwościami mechanicznymi (KIc = 2,04 MPaźm1/2) w porównaniu do tworzyw z udziałem faz krzemianowych (KIc = 1,28 MPaźm1/2).

EN

The paper presents an attempt of application of glass-crystalline material, coming from the CaO-MgO-ZnO-Al2O3-B2O3-SiO2 system and being a modification of the CaO-MgO-Al2O3-SiO2 system, as a binder for abrasive grains of microcrystalline alumina of the SG type. The results indicate that a change of the chemical composition can eliminate crystal phases from a silicate group (diopside, augite) in the spinel phase (ZnAl2O4) favour. The glass-ceramic material containing crystal phases of gahnite (ZnAl2O4) and willemite (Zn2SiO4) has better mechanical properties (KIc = 2.04 MPaźm1/2) in comparison to the materials with the pyroxene phases (KIc = 1.28 MPaźm1/2).

Słowa kluczowe

PL

tworzywa szkło-krystaliczne; piroksen; spinel; właściwości mechaniczne

EN

glass-ceramic materials; pyroxene; spinel; mechanical properties

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2011
• Tom: T. 63, nr 2
• Strony: 379--385
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Okupski T.

autor

Herman D.

autor

Walkowiak W.

• Politechnika Koszalińska, Instytut Mechatroniki, Nanotechnologii i Techniki Próżniowej, ul. Racławicka 15-17, 75-620 Koszalin,

Bibliografia

• [1] Herman D., Plichta J., Karpiński T.: „Effect of glass-crystaline and amorphous binder application to abrasive tools made of microcrystalline alumina grains type”, SG, Wear 209, (1997), 213-218.
• [2] Herman D.: „Fundamentals of production and applications of new ceramic binders in abrasive tools made of aluminium oxide”, University’s Publishers of Technical University of Koszalin, Monographs of Mech. Department 94, Koszalin, 2003.
• [3] Tkalcec E., Kurajica S., Ivankovic H.: „Crystallization behavior and microstructure of powdered and bulk ZnO-Al2O3-SiO2”, J. Non-Cryst. Solid., 351, (2005) 149-157.
• [4] Reinosa J.J., Rubio-Marcos F., Solera E., Bengochea M. A., Fernandez J.F.: „Sintering behaviour of nanostructured glass- ceramic glazes”, Ceram. Int., 36, (2010), 1845-1850.
• [5] Patridge G.: „An overview of gla ss ceramics: Part 1- development and principal bulk applications”, Glass Technology, 35, 3, (1994), 116-127.
• [6] Herman D., Krzos J.: „Infl uence of vitrifi ed bond structure on radial wear of cBN grinding wheel”, J. Mat. Proc. Tech., 209 (2009), 5377-5386.
• [7] Matusita K., Sakka S.: „Kinetic study on crystallization of glass by differential thermal analysis-Criterion on application of Kissinger plot”, J. Non-Cryst. Solids, 38-39, (1980),741-746.
• [8] Van der Laag N.J., Snel M.D., Magusin P.C.M.M., De With G.: „Structural, elastic, thermophysical and dielectric properties of zinc aluminate (ZnAl2O4)”, J. Eur. Ceram. Soc., 24, (2004), 2417-2424.
• [9] Yekta B.E., Alizadeh P., Rezazadeh L.: „Floor tile glass-ceramic glaze for improvement of glaze surface properties”, J. Eur. Cer. Soc., 26, (2006), 3809-3812.
• [10] Ovecoglu M.L., Kuban B.: „Characterization and crystallization kinetics of a diopside- based glass-ceramic developed from glass industry raw materials”, J. Eur. Ceram. Soc., 17, (1997), 957-962.
• [11] Herman D.: „Podstawy wytwarzania i zastosowań nowych spoiw ceramicznych w narzędziach ściernych z tlenku glinu”, Monografia Wydziału Mechanicznego, Politechnika Koszalińska, Koszalin 2003.
• [13] Augis J.A., Benett J.E.: „Calculation of the Avrami parameters for heterogeneus solid state reactions using a modification on the Kissinger method”, J. Therm. Anal., 13, (1978), 283-292.
• [14] Cook R.F., Frejman S.W., Baker T.L.: „Effect of microstructure on Reliability Predictions for Glass Ceramics”, Mat. Sc. Eng., 77, (1988) 199-212.
• [15] Sun T., Xiao H., Cheng Y., Liu H.: „Effect of MO (M=Ba,Mg,Ca) on the crystallization of B2O3-Al2O3-SiO2 glass ceramic”, 35, (2009), 1051-1055.
• [16] Kaushik B., Sontakke D., Majumder M., Annapurna K.: „Nonisothermal crystallization kinetics and microstructure evolution of calcium lanthanum metaborate glass”, J. Therm. Anal. Calorim., (2010), DOI 10.1007/s10973-009-0450-4.
• [17] Park Y.J., Heo J.: „Nucleation and crystallization kinetics of glass derived from incinerator fl y ash waste”, Ceram. Int., 28, (2002), 669-673.
• [18] Branda F., Costantini A., Luciani G., Laudisio G.: „The role of trivalent element oxides in CaO (Na2O)-M2O3-SiO2 glasses from Tg”, J. Therm. Anala. Calorm., 64, (2001), 1017-1024.