Анотація до роботи:

Зайчук О.В. Кольорові склопокриття на основі сирих глазурей. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.11 – технологія тугоплавких неметалічних матеріалів. – Український державний хіміко-технологічний університет, Дніпропетровськ, 2004.

Дисертаційна робота присвячена розробці складів і основ створення ресурсо- і енергозберігаючої технології отримання пігментвміщуючих та нових видів безпігментних кольорових склопокриттів на базі сирих глазурей.

Встановлена можливість направленого корегування забарвлення пігментвміщуючих глазурних покриттів за допомогою водорозчинних солей металів змінної валентності.

Термодинамічними розрахунками і рентгенофазовим аналізом визначені оптимальні умови синтезу кристалічної фази фериту кобальту, який є основним хромофором в розроблених на основі системи CoO-Fe₂O₃ керамічних пігментах, що забезбечують високу інтенсивність чорного кольору і якість випалених склопокриттів.

Вперше розроблені склади та основи технології отримання нових видів сирих безпігментних глазурей, які містять розчинні у воді солі 3-d елементів. Встановлений валентно-координаційний стан іонів перехідних металів в структурі скошару, а також оптико-колориметричні показники отриманих кольорових глазурних покриттів.

Визначені склади та фізико-хімічні властивості глазурей з використанням червоного бокситового шламу і паливного шлаку.

Розроблені пігментвміщуючі та безпігментні сирі глазурі пройшли успішну апробацію і рекомендовані для впровадження у виробництво тонкокерамічних виробів санітарно-технічного і художньо-декоративного призначення.

1. Експериментальними дослідженнями встановлений суттєвий вплив на забарвлення випаленого пігментвміщуючого склошару хіміко-мінералогічного складу базової шихти сирої глазурі.

2. Вперше виявлена можливість спрямованого корегування кольору пігментвміщуючого склошару за допомогою водорозчинних солей металів змінної валентності, які вводяться на помел суспензій сирих глазурей.

3. Експериментальними дослідженнями, термодинамічним і рентгенофазовим аналізами встановлена і доведена принципова можливість синтезу чорних керамічних пігментів на основі системи CoO-Fe₂O₃ при знижених температурах (до 1200⁰С). Використання розроблених пігментів забезпечує високу якість глазурних покриттів чорного кольору (КДВ 2,63-2,85% і КДзВ 90-93%) для виробів із санітарно-технічного фарфору в досить широкому температурному інтервалі випалу (1150-1250⁰С).

4. Спіканням компонентів сирих фарфорових глазурей з солями металів змінної валентності показана їх різноманітна забарвлююча дія на складові глазурної шихти, що сприяє спрямованому вибору останніх при одержанні заданого кольору склошару.

5. Проведеними дослідженнями розроблені склади та основи технології виробництва нових видів сирих безпігментних глазурей, що містять водорозчинні забарвлюючі солі. За допомогою ІЧ-спектроскопії визначений валентно-координаційний стан іонів перехідних металів у розроблених склопокриттях, а диференційно-термічним аналізом виявлена флюсуюча дія дослідних солей на базову сиру глазур.

6. Вперше з застосуванням сучасних методів колориметрії встановлені оптимальні концентрації і співвідношення водорозчинних солей металів змінної валентності в складі сирих глазурей при отриманні якісних безпігментних склопокриттів (коричневато- і жовтувато-оранжевого, цегляно-червоного, бірюзового і захисного кольорів) з температурою випалу 1200⁰С.

7. Розроблений новий удосконалений спосіб одержання широкої палітри кольорових глазурних покриттів з високими якісними показниками, інтенсивністю і рівномірністю забарвлення, який полягає в протіканні адсорбційно-іонообмінних процесів між компонентами шлікерної композиції, з наступним осадженням непроадсорбованої частини солі-барвника карбонатами лужних металів.

8. Показана можливість використання відходів глиноземного виробництва (до 40 мас.%) при одержанні якісних склопокриттів чорного кольору з матовою дрібнокристалічною фактурою. Кристалічними фазами, що утворюються при випалі в розроблених глазурних покриттях (за даними РФА) є анортит, гематит і маггеміт.

9. Встановлено, що з застосуванням паливних шлаків (до 35 мас.%) та розчинних у воді солей 3d-елементів в дослідній сирій глазурі можливе отримання склопокриттів на кераміці коричневого і чорного кольорів з високими декоративними та експлуатаційними характеристиками.

10. Лабораторними і виробничими дослідженнями відпрацьовані технологічні режими приготування і випалу дослідних сирих безпігментних і пігментвміщуючих глазурей. Розроблені кольорові глазурі пройшли успішну виробничу апробацію на ТОВ “Дніпрокераміка” (м. Пологи) і рекомендовані для покриття виробів санітарно-технічного і художньо-декоративного призначення. Вони дозволять заощаджувати високовартісні сировинні матеріали і, як наслідок, значно знизити собівартість готової продукції, а також поліпшити екологічну обстановку в промислових регіонах країни.

Склади розроблених кольорових глазурей захищені 7 патентами України на винахід.

Публікації автора:

1. Белый Я.И., Зайчук А.В., Смакота Н.Ф., Гололобов Э.В. Глазурные покрытия темных цветов для санитарно-технической керамики // Вопросы химии и химической технологии. – Днепропетровск (Украина). – 2002.- №6. – С. 47-49. Здобувачем проведені дослідження, які направлені на корегування кінцевого забарвлення пігментвміщуючого глазурного шару за допомогою водорозчинних солей перехідних металів, та систематизовані одержані експериментальні дані;

2. Белый Я.И., Зайчук А.В. К вопросу синтеза беспигментных глазурей коричневых тонов. Сообщение 1 //Вопросы химии и химической технологии. – Днепропетровск (Украина). – 2003. - №1. – С. 41-43. Здобувачем проведені дослідження в напрямку синтезу безпігментних глазурей коричневих тонів та систематизовані отримані експериментальні дані;

3. Белый Я.И., Зайчук А.В., Минакова Н.А., Кольцова Я.И. Черные матовые глазурные покрытия с использованием отходов глиноземного производства. //Вопросы химии и химической технологии. – 2003. - № 2. – С. 50-53. Здобувачем досліджена можливість отримання чорних матових склопокриттів з використанням червоного бокситового шламу, а також систематизовані отримані експериментальні дані, зроблені висновки;

4. Белый Я.И., Зайчук А.В. Беспигментные глазури коричневых тонов // Вопросы химии и химической технологии. – Днепропетровск (Украина). – 2003. - №4. – С. 54-57. Здобувачем досліджена можливість синтезу безпігментних глазурей коричневих тонів з використанням водорозчинних солей 3-d елементів, оброблені та систематизовані одержані експериментальні дані;

5. Белый Я.И., Зайчук А.В. К вопросу выбора сырьевых материалов при получении глазурей, окрашенных солями хрома и марганца. //Вопросы химии и химической технологии. – Днепропетровск. – 2004 - №3. – С. 50-53. Здобувачем досліджений вплив розчинних у воді солей хрому і марганцю на забарвлення окремих компонентів сирих глазурей при їх спіканні, систематизовані отримані експериментальні дані, зроблені висновки;

6. Белый Я.И., Зайчук А.В. К вопросу выбора сырьевых материалов при получении глазурей, окрашенных солями триады железа. //Вопросы химии и химической технологии. – Днепропетровск. – 2004 - №4. – С. 46-49. Здобувачем досліджений вплив розчинних у воді солей тріади заліза на забарвлення окремих компонентів сирих глазурей при їх спіканні, систематизовані отримані експериментальні дані, зроблені висновки;

7. Белый Я.И., Зайчук А.В., Минакова Н.А., Кольцова Я.И. Красные шламы глиноземного производства – сырье для цветных глазурей. //Стекло и керамика. – 2004. - №5. – С. 27-29. Здобувачем проведений експеримент, який був спрямований на одержання кольорових глазурей з використанням відходів глиноземного виробництва, оброблені та систематизовані одержані при цьому дані;

8. Белый Я.И., Зайчук А.В. Беспигментные глазури сине-зеленой цветовой гаммы. //Вестник национального технического университета “ХПИ”. – 2004.– №32. – С. 17-22. Здобувачем проведені дослідження у напрямку отримання глазурей синьо-зеленої колірної гами, а також систематизовані експериментальні дані та зроблені висновки;

9. Белый Я.И., Смакота Н.Ф., Зайчук А.В. Глазурные покрытия черного цвета для санитарно-технической керамики // Хімія і хімічна технологія: Тези доп. Всеукр. наук.-техн. конф. студ. і асп., Дніпропетровськ, 24-25 квітня 2002 р./ УДХТУ. – Дніпропетровськ, 2002. – С. 5 – 6. Здобувачем проведений експеримент по корегуванню складу пігментвміщуючої глазурі з метою отримання чорного кольору та систематизовані одержані дані;

10. Белый Я.И., Зайчук А.В. Коричневые беспигментные глазури. //Технология и применение огнеупоров и технической керамики в промышленности: Тез докл. Междунар. научн.-техн. конф., Харьков, 23-24 апреля 2003г. /УкрНИИОгнеупоров им. А.С. Бережного. – Харьков, 2003. – С. 46-47. Здобувачем проведені дослідження в напрямку синтезу безпігментних глазурей коричневих тонів з використанням водорозчинних солей перехідних металів та систематизовані отримані експериментальні дані;

11. Зайчук О.В., Мінакова Н.О., Кольцова Я.І., Білий Я.І. Золошлакові відходи Придніпровської ТЕС – перспективні сировинні матеріали для синтезу керамічних пігментів і отримання захисних кольорових покриттів // Хімія та сучасні технології: Тези доп. Міжнар. наук.-техн. конф. студ. та асп., Дніпропетровськ, 26–28 травня 2003 р. / УДХТУ. – Дніпропетровськ, 2003. – С. 185-186. Здобувачем проведені дослідження, які направлені на можливість використання золошлакових відходів для синтезу керамічних пігментів і одержання кольорових склопокриттів, а також оброблені та систематизовані отримані експериментальні дані, зроблені висновки;

12. Зайчук О.В., Мінакова Н.О., Кольцова Я.І., Білий Я.І. Використання відходів глиноземного виробництва для отримання керамічних пігментів і кольрових покриттів різного функціонального призначення // Хімія та сучасні технології: Тези доп. Міжнар. наук.-техн. конф. студ. та асп., Дніпропетровськ, 26-28 травня 2003 р. /УДХТУ. – Дніпропетровськ, 2003. – С. 184-185. Здобувачем проведені дослідження, які направлені на можливість використання відходів глиноземного виробництва для отримання керамічних пігментів і кольрових покриттів різного функціонального призначення, систематизовані експериментальні дані, зроблені висновки;

13. Белый Я.И., Зайчук А.В., Смакота Н.Ф. Окрашенные глазурные покрытия для санитарной керамики // Перспективні напрямки розвитку науки і технології тугоплавких неметалевих і силікатних матеріалів: Тези доп. наук.-техн. конф., Дніпропетровськ, 6-9 жовтня 2003 р. /УДХТУ. – Дніпропетровськ, 2003. – С. 33-35. Здобувачем досліджений вплив розчинних у воді забарвлюючих солей на посилення чорного кольору пігментвміщуючих глазурей і отримання коричневих покриттів, систематизовані експериментальні дані, зроблені висновки;

14. Белый Я.И., Зайчук А.В., Минакова Н.А. Зависимость цветовых характеристик пигментсодержащих стеклопокрытий от их химического состава // Перспективні напрямки розвитку науки і технології тугоплавких неметалевих і силікатних матеріалів: Тези доп. наук.-техн. конф., Дніпропетровськ, 6-9 жовтня 2003 р. /УДХТУ. – Дніпропетровськ, 2003. – С. 31-32. Здобувачем вивчений вплив хімічного складу глазурей на колірні характеристики отриманих пігментвміщуючих покриттів, оброблені та систематизовані експериментальні дані;

15. Белый Я.И., Зайчук А.В., Минакова Н.А., Кольцова Я.И. Черные матовые глазури //Перспективні напрямки розвитку науки і технології тугоплавких неметалевих і силікатних матеріалів: Тези доп. наук.-техн. конф., Дніпропетровськ, 6-9 жовтня 2003 р. /УДХТУ. – Дніпропетровськ, 2003. – С. 32-33. Здобувачем проведені дослідження, які направлені на розробку складів і дослідження чорних матових глазурей з використанням відходів глиноземного виробництва, оброблені та систематизовані отримані дані;

16. Белый Я.И., Зайчук А.В. К вопросу получения черных глазурных покрытий для тонкокерамических изделий //Новейшие достижения в области импортзамещения в химической промышленности и производстве строительных материалов: Материалы Междунар. научн.-техн. конф., Минск, 26-28 ноября 2003г. /БГТУ. – Минск, 2003. – С. 93-95. Здобувачем визначені умови синтезу керамічних пігментів на основі системи СoO-Fe₂O₃ з метою отримання склопокриттів чорного кольору, систематизовані експериментальні дані, зроблені висновки;

17. Белый Я.И., Зайчук А.В., Минакова Н.А. Цветные глазурные покрытия по керамике с использованием топливных шлаков. //Технология и применение огнеупоров и технической керамики в промышленности: Тез. докл. Междунар. научн.-техн. конф., Харьков, 7 апреля 2004г. /УкрНИИОгнеупоров им. А.С. Бережного. – Харьков, 2004. – С. 64-66. Здобувачем досліджена можливість отримання глазурних покриттів з використанням паливного шлаку, систематизовані експериментальні дані, зроблені висновки;

18. Пат. 51109А (Україна), МКВ⁷ С 03 С 8/00, С 04 В 41/86. Шлікер для одержання глазурних покриттів коричневих тонів. / Я.І. Білий, О.В. Зайчук, Н.П. Смакота, А.І. Чеберко - №2002107921. Опубл.15.08.2003, Промислова власність, 2003, №8. Здобувачем розроблені склади сирих глазурей для одержання склопокриттів коричневих тонів;

19. Пат. 61590 А (Україна), МКВ⁷ С 03 С 8/00, С 04 В 41/86. Шлікер для одержання глазурних покриттів чорного кольору. /Білий Я.І., Зайчук О.В. (Україна). - №2003032061; Заявл. 07.03.2003; Опубл. 17.11.2003, Промислова власність, 2003, №11. Здобувачем синтезовані глазурні покриття чорного кольору;

20. Пат. 64456 А (Україна), МКВ⁷ С 03 С 8/00, С 04 В 41/86. Чорна матова глазур. /Білий Я.І., Зайчук О.В., Мінакова Н.О., Кольцова Я.І. - №2003065110; Заявл. 03.06.2003; Опубл. 16.02.2004, Промислова власність, 2004, №2. Здобувачем проведені дослідження по отриманню чорної матової глазури;

21. Пат. 66545 А (Україна), МКВ⁷ С 03 С 8/00, С 04 В 41/86. Шлікер для одержання глазурних покриттів темно-коричневих кольорів. /Білий Я.І., Зайчук О.В., Мінакова Н.О. - №2003076665; Заявл. 15.07.2003; Опубл. 17.05.2004, Промислова власність, 2004, №5. Здобувачем розроблені склади сирих глазурей для отримання покриттів темно-коричневих кольорів;

22. Пат. 67586 А (Україна), МКВ⁷ С 03 С 8/00, С 04 В 41/86. Шлікер для одержання глазурних покриттів чорного кольору. /Білий Я.І., Зайчук О.В., Мінакова Н.О. - №2003109774; Заявл. 31.10.2003; Опубл. 15.06.2004, Промислова власність, 2004, №6. Здобувачем розроблені склади сирих глазурей для отримання склопокриттів чорного кольору;

23. Пат. 68820 А (Україна), МКВ⁷ С 03 С 8/00, С 04 В 41/86. Шлікер для отримання глазурних покриттів синьо-зелених кольорів. /Білий Я.І., Зайчук О.В. - №2003109786; Заявл. 31.10.2003; Опубл. 16.08.2004, Промислова власність, 2004, №8. Здобувачем розроблені склади глазурних шлікерів з метою отримання покриттів синьо-зелених кольорів;

24. Пат. 68821 А (Україна), МКВ⁷ С 03 С 8/00, С 04 В 41/86. Шлікер для отримання глазурних покриттів захисного кольору. /Білий Я.І., Зайчук О.В. - №2003109787; Заявл. 31.10.2003; Опубл. 16.08.2004, Промислова власність, 2004, №8. Здобувачем розроблені склади глазурних шлікерів з метою одержання склопокриттів захисного кольору.