Изучение процесса формирования титансодержащих износостойких глазурных покрытий плиток для полов

Целью исследования является получение износостойких стеклокристаллических глазурных покрытий, обладающих требуемыми физико-механическими свойствами и декоративно-эстетическими характеристиками, а также комплексное изучение этапов их формирования.

Важным фактором, обусловливающим выбор кристаллических фаз при синтезе в условиях скоростного обжига покрытий, является скорость ее формирования. Поэтому в данном исследовании для интенсификации процесса образования износоустойчивых кристаллических фаз, равномерно распределенных в стекломатрице и имеющих микронные размеры, использовался диоксид титана в количестве 10–30 мас. %. При таких концентрациях он являлся не только катализатором, способствующем увеличению количества центров кристаллизации, но и принимал активное участие в фазовых превращениях, выделяясь из стекла в виде кристаллических соединений.

Физико-химические свойства синтезированных титансодержащих покрытий в соответствии с СТБ ЕН ИСО 10545–14–2007 и ГОСТ 27180–2001: температура начала размягчения глазури – 1100–1120 °С; фактура поверхности – матовая; белизна покрытий – 71–87 %; блеск – 9–17 %; термостойкость – 200 °С; степень истирания – 3 (1500 оборотов, 7 циклов); твердость по шкале Мооса – 6,5–7,0; температурный коэффициент линейного расширения – (68,0–74,0)·10^-7 К^-1; образцы глазурей оказались химически устойчивыми к воздействию лимонной кислоты (100 г/л) в течение 24 ч, а также раствора № 3 в течение 6 ч.

Для более детального изучения процесса формирования глазурного покрытия в процессе термообработки сырьевых композиций изучен фазовый состав и структура опытных образцов при температурах 900, 1000, 1050, 1100, 1150, 1200 °С.

Комплексное исследование, включающее использование методов рентгенофазового анализа, электронной микроскопии, ИК-спектрометрии позволило выделить основные этапы формирования глазурных покрытий:

1) 900–1050 °С – образование жидкой фазы, цементирующей частицы исходных шихтовых составляющих, фазовый состав представлен корундом, кварцем, анортитом, рутилом и диопсидом;

2) 1050–1150 °С – увеличение количества жидкой фазы и оплавление частиц сырьевых материалов, фазовый состав – корунд, кварц, анортит, рутил, диопсид, перовскит;