Розробка захисного зносостійкого прозорого склокристалічного покриття для керамогранітної плитки

 

Саввова Оксана Вікторівна

Харківський національний університет міського господарства імені О. М. Бекетова

https://orcid.org/0000-0001-6664-2274

 

Покроєва Яна Олександрівна

Харківський національний університет міського господарства імені О. М. Бекетова

https://orcid.org/0000-0003-0112-7436

 

Воронов Геннадій Костянтинович

Харківський національний університет міського господарства імені О. М. Бекетова

https://orcid.org/0000-0003-1205-8608

 

Фесенко Олексій Ігорович

Харківський національний університет міського господарства імені О. М. Бекетова

https://orcid.org/0000-0003-3888-9493

 

Христич Олена Валеріївна

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0000-0003-2190-1492

 

Дейнека Вікторія Володимирівна

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-5781-7092

 

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2022-35-15

 

Ключові слова: керамогранітна плитка, склокристалічне покриття, структура, зносостійкість, прозорість, корунд, анортит

 

Анотація

Розроблено зносостійке прозоре склокристалічне покриття для захисту керамогранітної плитки із застосуванням вітчизняної сировини в умовах швидкісного випалу. Досягнення високої зносостійкості, механічної міцності та прозорості склокристалічних покриттів було реалізовано шляхом забезпечення високоміцної структури скломатеріалу з формуванням нанорозмірних та субмікронних кристалів прозорих у видимій частині спектру у об’ємі матеріалу та мікророзмірних кристалів з високою твердістю на поверхні покриття в умовах швидкісної термічної обробки шляхом спрямованої каталізованої кристалізації аморфної фази певного хімічного складу. Забезпечення вмісту мас. %: SiO2−51,9; Al2O3−20,1; CaO−12,6 та каталізаторів кристалізації ZnO та СеО2 у загальній кількості 4,0 мас. % дозволяє сформувати кристалічну фазу α-корунду в поверхневих шарах покриття з шорсткістю ≈3 мкм для забезпечення зносостійкості та легкості очищення та кристалізації анортитуз розміром кристалів <0,4 мкм в об’ємі покриття для формування високоміцної прозорої структури. Формування ситалізованої структури склокристалічного покриття з шовковистою текстурою поверхні дозволяє забезпечити високі експлуатаційні властивості (EN ISO 10545): водопоглинання 0,07 %; межа міцності на згин, 58,97 Н/мм²; зносостійкість 4 ступінь (2100 обертів), термічна стійкість (Т=20−150−20 ºС) 10 циклів; стійкість до розтріскування (Т=160 ºС, Р=500 кПа, 2 год.) більше двох циклів; морозостійкість (від 25 до –5 ºC) більше 100 циклів; хімічна стійкість класи GLA, GHA, GA; стійкість до утворення плям 5 клас; тертя ковзанням, PTV суха поверхня − 59; волога поверхня – 29. Промислове виробництво керамогранітної плитки зі зносостійким прозорим склокристалічним покриттям на ПрАТ «ХПЗ» дозволяє вивести сучасних вітчизняних виробників керамічної продукції на новий конкурентоспроможний рівень.

 

Посилання

  1. Casasola R., Rincon J. Mа., Romero M. Glass-ceramics glazes for ceramic tiles – a review. Journal of Material Science. 2012. Vol. 47. P. 553–582. doi: 10.1007/s10853-011-5981-y
  2. Barrachina E., Esquinas M., Llop J. Development of a glass-ceramic glaze formulated from industrial residues to improve the mechanical properties of the porcelain stoneware tiles. Materials Letters. 2018. Vol. 220. Р. 226– doi: 10.1016/j.matlet.2018.03.023
  3. He M., Lu H., Yu X. Sintering and crystallization behaviour of nanostructured glass-ceramic glazes derived from industrial solid wastes. European Journal of Glass Science and Technology Part A. Vol. 52. № 5. Р. 169–174. URL: https://www.ingentaconnect.com/content/sgt/gta/2011/00000052/00000005/art00004
  4. EU4 Business. Green paper - systemic review of the quality of state regulation of the market of ceramic tiles and slabs. URL: https://eu4business.org.ua/en/useful-materials/green-paper-systemic-review-of-the-quality-of-state-regulation-of-the-market-of-ceramic-tiles-and/ (date of application: 28.05.2021)
  5. Shimanskaya A. N., Levitskii I. A. Formation particularities of titanium-containing glaze coatings for floor tiles. Glass and Ceramics. 2017. 73. № 3. Р. 94–99. doi: 10.1007/s10717-016-9833-8
  6. Kuchumova I. D., Cherkasova N. Yu., Batraev I. S. Wear-Resistant Fe-Based Metallic Glass-Al2O3 Composite Coatings Produced by Detonation Spraying. JTherm Spray Tech. 2022. Vol. 31. P. 1355–1365. doi: 1007/s11666-021-01299-4
  7. Yu Y., Su H., Guan K. Compound reinforcement of glaze wear resistance by prestress and second grain phase. RSCAdvances. Vol. 9. № 43. Р. 24951–24962. doi: 10.1039/C9RA04279B
  8. Фриттованная составляющая глушеной глазури: пат. 15539 Респ. Беларусь: МПК7 C 03C 8/12. № a20101442; заявл. 10.2010; опубл. 28.02.2012, Бюл. № 1.
  9. Han Y., Pan F., Tang J., Zhou C. A novel wear resistant glass-ceramic coating material. Materials Science Forum. 2011. 686. P. 521-527. doi: 10.4028/www.scientific.net/MSF.686.521
  10. Savvova O. V., Bragina L. L. Use of titanium dioxide for the development of antibacterial glass enamel coatings. Glass and Ceramics. 2011. Vol. 67. № Р.184-186. doi: 10.1007/s10717-010-9258-8
  11. Savvova O.V. Effect of zinc and tin oxides on the bactericidal properties of glass enamel coatings. Glass and Ceramics. Vol. 71. № 7. Р. 254-257. doi: 10.1007/s10717-014-9663-5
  12. Ataiwi A. H., Mahmood I. A., Mohmmed Al-Sabea J. H. Wear Resistance of a New Glass Ceramic Coating. &Tech. Journal. 2014. Vol. 32. № 6, Part (A). Р.1472-1484. URL: https://www.iasj.net/iasj/download/77377722893b7fa4