hrvatski

Tijek kristalizacije ganitne staklokeramike u izotermnim uvjetima

Transparentnu staklokeramiku s ganitom, ZnAl2O4, kao glavnom kristalnom fazom moguće je pripraviti iz stakla sustava: SiO2-Al2O3-ZnO uz TiO2 kao nukleator. Staklokeramika ovog tipa ima izvanrednu termičku stabilnost, koeficijent termičkog širenja blizak Si, dobru kemijsku otpornost i visoku tvrdoću. Materijal ima potencijalnu uporabivost pri proizvodnji ekrana s tekućim kristalima budući da je transparentan i rezistentan na povišene temperature koje se primjenjuju tijekom procesa proizvodnje. Također je zanimljiv i kao sastojak keramičkih glazura budući da ima veliku tvrdoću i odgovarajuća optička svojstva. U radu je proučavan tijek i kinetika kristalizacije ganitne staklokeramike u izotermnim uvjetima primjenom rendgenske difrakcije (XRD). Budući da je ranije pokazano da tijek kristalizacije stakla navedenog sustava ovisi o veličini čestica istraživanje je provedeno na komadnim uzorcima veličine približno 5 mm. Uzorci su termički obrađivani u peći pri četiri različite temperature, pri svakoj temperaturi, pri svakoj temperaturi pripravljeno je do deset uzoraka uz različito trajanje termičke obrade. Uzorci su usitnjeni, homogenizirani sa standardom (Si) te analizirani primjenom XRD.Dobiveni rezultati obrađeni su računalno primjenom Johnson-Mehl-Avramijeve, te Arrheniusove jednadžbe. Utvrđeno je da u ganitnoj staklokeramici tijek kristalizacije ovisi, pored veličine čestica i o uvjetima termičke obrade. Dok u neizotermnim uvjetima u uzorcima dolazi do kristalizacije samo ganitne faze, u izotermnim uvjetima se pored ganita pojavljuje i cink-alumosilikatna faza, ZnX/2AlxSi3-xO6. Kristalizacija ove faze ranije je zapažena u praškastim uzorcima. Iako je proces kristalizacije cink-alumosilikatne faze znatno sporiji u odnosu na ganitnu, do kristalizacije ove faze dolazi budući da ganit ima relativno dugo razdoblje indukcije kristalizacije. Po započinjanju procesa kristalizacije ganitne faze dolazi do naglog usporavanja i zaustavljanja procesa kristalizacije cink-alumosilikata budući da se radi o konkurentnim reakcijama. Utvrđene su energije aktivacije cink-alumosilikatne i ganitne faze i one iznose 449+-59, odnosno 334+-42 kJmol-1. Dobivene vrijednosti u skladu su s ranije određenima za praškasti uzorak u neizotermnim uvjetima i literaturniom podacima.

ganit; staklokeramika; kristalizacija

nije evidentirano