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
- 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
- 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
- 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
- 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)
- 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
- 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
- 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
- Фриттованная составляющая глушеной глазури: пат. 15539 Респ. Беларусь: МПК7 C 03C 8/12. № a20101442; заявл. 10.2010; опубл. 28.02.2012, Бюл. № 1.
- 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
- 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
- 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
- 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