powderИзвестия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытияPowder Metallurgy аnd Functional Coatings (Izvestiya Vuzov. Poroshkovaya Metallurgiya i Funktsional'nye Pokrytiya)1997-308X2412-8767НИТУ "МИСИС"10.17073/1997-308X-2015-3-68-73powder-142Research ArticleПрименение порошковых материалов и функциональных покрытийApplication of Powder Materials and Functional CoatingsИсследование свойств наполнителей противопригарных покрытийInvestigation into the Properties of Nonstick Coatings′ FillersГильманшинаТ. Р.Gil’manshinaT. R.

канд. техн. наук, доцент кафедры литейного производства ИЦМиМ СФУ (660025, г. Красноярск, пр-т Красноярский рабочий, 95).

gtr1977@mail.ruБарановВ. Н.BaranovV. N.

канд. техн. наук, доцент той же кафедры

vnbar79@mail.ruЛыткинаС. И.LytkinaS. I.

канд. техн. наук, доцент кафедры материаловедения и технологии обработки материалов ПИ СФУ (660074, г. Красноярск, ул. Ак. Киренского, 26а)

svetka-lisa@mail.ruХудоноговС. А.KhudonogovS. A.

ст. преподаватель кафедры прикладной механики ПИ СФУ

doktor63@yandex.ruСтепановаТ. Н.StepanovaT. N.

ст. преподаватель кафедры литейного производства ИЦМиМ СФУ

lpiomd@mail.ruИнститут цветных металлов и материаловедения (ИЦМиМ), Политехнический институт (ПИ)Russian FederationСибирского федерального университета (СФУ), г. КрасноярскRussian Federation201515092015036873Copyright © НИТУ "МИСИС", 20152015НИТУ "МИСИС"НИТУ "МИСИС"https://powder.misis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://powder.misis.ru/jour/article/view/142

Изучено влияние режимов механического активирования на геометрические, энергетические и химические параметры активации глинозема, применяемого в качестве компонента противопригарных покрытий. Проведенные исследования позволили определить наиболее рациональные режимы обработки с использованием планетарно-центробежной мельницы АГО-2: время активации 20 мин при соотношении материал : шары, равном 1 : 3. Установлены зависимости среднего размера частиц, общей поверхности и изменения их фазового состава от условий активации. Показано, что после обработки средний размер частиц глинозема уменьшается с 3,2 до 1,6 мкм при увеличении их общей поверхности от 31·103 до 61·103 см2/см3. Также наблюдается уширение рентгеновских линий без уменьшения их интенсивности, следовательно, в ходе активации при распаде гиббсита γ-Al2O3 новые фазы не образуются. В механоактивированном глиноземе представлены две фракции: исходный α-Al2O3, имеющий размеры кристаллитов порядка 1 мкм (что соответствует его весьма узким линиям на рентгенограммах исходного глинозема), и мелкодисперсный α-Al2O3 с размерами кристаллитов примерно 0,1 мкм (что обычно отвечает начальной стадии уширения линий фазы), образовавшийся в результате распада гиббсита.

The influence of regimes of mechanical activation on geometric, energetic, and chemical parameters of activation of alumina used as a component of dressing coatings. The studies made it possible to determine the most rational treatment modes, notably, using an AGO-2 planetary-centrifugal mill: activation time is 20 min at material : balls ratio of 1 : 3. The dependences of the average particle size, the total surface, and variation in their phase composition on activation conditions are established. It is shown that the average particle size of alumina particles decreases from 3,2 to 1,6 μm with an increase in their total surface from 31·103 to 61·103 cm2/cm3. X-ray lines also broaden without decreasing their intensity; consequently, now new phases are formed in the course of activation during the decomposition of gibbsite γ-Al2O3. Two fractions are present in mechanically activated alumina, notably, initial α-Al2O3 having the crystallite size of the order of 1 μm (which corresponds to its very narrow lines in X-ray diffraction patterns of initial alumina) and finely dispersed α-Al2O3 with crystallite sizes approximately of 0,1 μm (which usually corresponds to the initial broadening stage of the lines of a new phase), which is formed due to the decomposition of gibbsite.

глиноземмеханоактивациясредний размер частицфракционный составобщая поверхностьгеометрические параметрыaluminamechanical activationaverage particle sizefractional compositiontotal surfacegeometric parametersReferencesVybor ogneupornykh pokrytii dlya okraski sterzhnei i form [The choice of refractory coatings for painting of rods and shapes: Mater. Journ. Foundry management and technology. 2001. Vol. 129. No. 10. P. 32—34]. Liteinoe proizvodstvo. 2002. No. 3. P. 35.Vybor ogneupornykh pokrytii dlya okraski sterzhnei i form [The choice of refractory coatings for painting of rods and shapes: Mater. Journ. Foundry management and technology. 2001. Vol. 129. No. 10. P. 32—34]. Liteinoe proizvodstvo. 2002. No. 3. P. 35.Lytkina S.I. Razrabotka i issledovanie protivoprigarnykh pokrytii dlya chugunnogo lit’ya na osnove khimicheski i mekhanokhimicheski aktivirovannykh grafitov [Development and research of nonstick coatings for iron casting based on chemically and mechanochemically activated graphite]: Diss. Сand. Sci. (Tech.). Krasnoyarsk: SFU, 2013.Lytkina S.I. Razrabotka i issledovanie protivoprigarnykh pokrytii dlya chugunnogo lit’ya na osnove khimicheski i mekhanokhimicheski aktivirovannykh grafitov [Development and research of nonstick coatings for iron casting based on chemically and mechanochemically activated graphite]: Diss. Сand. Sci. (Tech.). Krasnoyarsk: SFU, 2013.Gil’manshina T.R. Razrabotka sposobov povysheniya kachestva liteinogo grafita otdel’nymi i kompleksnymi metodami aktivatsii [Development of methods for improving the quality of foundry graphite separate and complex methods of activation]: Abstr. Diss. Сand. Sci. (Tech.). Krasnoyarsk: SFU, 2004.Gil’manshina T.R. Razrabotka sposobov povysheniya kachestva liteinogo grafita otdel’nymi i kompleksnymi metodami aktivatsii [Development of methods for improving the quality of foundry graphite separate and complex methods of activation]: Abstr. Diss. Сand. Sci. (Tech.). Krasnoyarsk: SFU, 2004.Baranov V.N., Gil’manshina T.R., Bezrukikh A.I. et al. Poluchenie grafitsoderzhashchikh nanostrukturirovannykh materialov i kompozitsii dlya liteinogo proizvodstva [Obtaining graphite nanostructured materials and compositions for foundry]. Liteishchik Rossii. 2011. No. 10. P. 42—45.Baranov V.N., Gil’manshina T.R., Bezrukikh A.I. et al. Poluchenie grafitsoderzhashchikh nanostrukturirovannykh materialov i kompozitsii dlya liteinogo proizvodstva [Obtaining graphite nanostructured materials and compositions for foundry]. Liteishchik Rossii. 2011. No. 10. P. 42—45.Mamina L.I., Koroleva G.A., Gil’manshina T.R. Perspektivnye sposoby obogashcheniya grafita [Promising methods of beneficiation of graphite]. Liteinoe proizvodstvo. 2003. No. 2. P. 16—18.Mamina L.I., Koroleva G.A., Gil’manshina T.R. Perspektivnye sposoby obogashcheniya grafita [Promising methods of beneficiation of graphite]. Liteinoe proizvodstvo. 2003. No. 2. P. 16—18.Mamina L.I., Bezrukikh A.I., Gil’manshin T.R. et al. Pat. 2368450 (RUS). Protivoprigarnoe pokrytie dlya liteinykh form i sterzhnei [Nonstick coating for casting molds and cores]. 29.12.2007.Mamina L.I., Bezrukikh A.I., Gil’manshin T.R. et al. Pat. 2368450 (RUS). Protivoprigarnoe pokrytie dlya liteinykh form i sterzhnei [Nonstick coating for casting molds and cores]. 29.12.2007.Zhukovskii S.S., Anisovich G.A., Davydov N.I. et al. Formovochnye materialy i tekhnologiya liteinoi formy [Molding materials and technology of the mold]. Ed. S.S. Zhukovskii. Moscow: Mashinostroenie, 1993.Zhukovskii S.S., Anisovich G.A., Davydov N.I. et al. Formovochnye materialy i tekhnologiya liteinoi formy [Molding materials and technology of the mold]. Ed. S.S. Zhukovskii. Moscow: Mashinostroenie, 1993.Doroshenko S.P. Formovochnye materialy i smesi [Molding materials and mixtures]. Kiev: Vycshaya shkola, 1990.Doroshenko S.P. Formovochnye materialy i smesi [Molding materials and mixtures]. Kiev: Vycshaya shkola, 1990.Boldin A.N., Davydov N.I., Zhukovskii S.S. et al. Liteinye formovochnye materialy. Formovochnye, sterzhnevye smesi i pokrytiya [Foundry molding materials. Molding and core mixtures and coatings]. Moscow: Mashinostroenie, 2006.Boldin A.N., Davydov N.I., Zhukovskii S.S. et al. Liteinye formovochnye materialy. Formovochnye, sterzhnevye smesi i pokrytiya [Foundry molding materials. Molding and core mixtures and coatings]. Moscow: Mashinostroenie, 2006.Mamina L.I., Baranov V.N., Gil’manshina T.R. et al. Nanostrukturirovannye grafitsoderzhashchie izdeliya [Nanostructured graphite products]. Krasnoyarsk: SFU, 2013.Mamina L.I., Baranov V.N., Gil’manshina T.R. et al. Nanostrukturirovannye grafitsoderzhashchie izdeliya [Nanostructured graphite products]. Krasnoyarsk: SFU, 2013.Mamina L.I., Gil’manshina T.R., Novozhonov V.I. et al. Sposoby povysheniya kachestva liteinogo grafita otdel’nymi i kompleksnymi metodami aktivatsii [Ways of improving the quality of foundry graphite separate and complex methods of activation]. Krasnoyarsk: SFU, 2011.Mamina L.I., Gil’manshina T.R., Novozhonov V.I. et al. Sposoby povysheniya kachestva liteinogo grafita otdel’nymi i kompleksnymi metodami aktivatsii [Ways of improving the quality of foundry graphite separate and complex methods of activation]. Krasnoyarsk: SFU, 2011.Mel’nitsa planetarnaya laboratornaya [Mill planetary laboratory]. URL: http://www.equipnet.ru/equip/equip_15459. html (accessed: 26.04.2015).Mel’nitsa planetarnaya laboratornaya [Mill planetary laboratory]. URL: http://www.equipnet.ru/equip/equip_15459. html (accessed: 26.04.2015).Rentgenovskii difraktometr XRD-7000 [X-ray diffractometer XRD-7000]. URL: http://www.analit-spb.ru/item. php?id=82 (accessed: 26.04.2015 ).Rentgenovskii difraktometr XRD-7000 [X-ray diffractometer XRD-7000]. URL: http://www.analit-spb.ru/item. php?id=82 (accessed: 26.04.2015 ).X-ray Diffractometer MAXima_X XRD-7000 URL: http://www.shimadzu.com/an/elemental/xrd/xrd7000. html (accessed: 26.04.2015).X-ray Diffractometer MAXima_X XRD-7000 URL: http://www.shimadzu.com/an/elemental/xrd/xrd7000. html (accessed: 26.04.2015).Timoshchuk E.I., Samoilov V.M., Timoshchuk E.V., Smirnov V.K. Primenenie lazernoi difraktsii dlya opredeleniya razmerov chastits napolnitelei i press-poroshkov v proizvodstve tonkozernistykh grafitov [The use of laser diffraction for determining particle sizes of fillers and press powders in the production of fine-grained graphites]. Zavodskaya laboratoriya. Diagnostika materialov. 2010. Vol. 76. No. 5. P. 26—29.Timoshchuk E.I., Samoilov V.M., Timoshchuk E.V., Smirnov V.K. Primenenie lazernoi difraktsii dlya opredeleniya razmerov chastits napolnitelei i press-poroshkov v proizvodstve tonkozernistykh grafitov [The use of laser diffraction for determining particle sizes of fillers and press powders in the production of fine-grained graphites]. Zavodskaya laboratoriya. Diagnostika materialov. 2010. Vol. 76. No. 5. P. 26—29.Tymoshchuk E.I., Samoilov V.M., Lyapunov A.Y. et al. Opredelenie razmerov chastits tonkodispersnykh poroshkov iskusstvennogo grafita metodom lazernoi difraktsii [Determination of particle size of fine powders of synthetic graphite by laser diffraction]. Zavodskaya laboratoriya. Diagnostika materialov. 2012. Vol. 78. No. 11. P. 25—28.Tymoshchuk E.I., Samoilov V.M., Lyapunov A.Y. et al. Opredelenie razmerov chastits tonkodispersnykh poroshkov iskusstvennogo grafita metodom lazernoi difraktsii [Determination of particle size of fine powders of synthetic graphite by laser diffraction]. Zavodskaya laboratoriya. Diagnostika materialov. 2012. Vol. 78. No. 11. P. 25—28.Rastrovyi elektronnyi mikroskop JEOL JSM-7001F [Scanning electron microscope JEOL JSM-7001F] URL: http://emicroscope.ru/microscopes/rastr/pole/jsm-7100f.html (accessed: 26.04.2015 ).Rastrovyi elektronnyi mikroskop JEOL JSM-7001F [Scanning electron microscope JEOL JSM-7001F] URL: http://emicroscope.ru/microscopes/rastr/pole/jsm-7100f.html (accessed: 26.04.2015 ).Scanning Electron Microscope JEOL JSM-7001F URL: http://www.jeol.co.jp/en/products/detail/JSM-7001F.html (accessed: 26.04.2015).Scanning Electron Microscope JEOL JSM-7001F URL: http://www.jeol.co.jp/en/products/detail/JSM-7001F.html (accessed: 26.04.2015).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.