Разработка и формирование многофункциональных покрытий пористого неорганического материала на основе из жидкостекольной композиции. ГПНИ «Химические технологии и материалы, природно-ресурсный потенциал», подпрограмма «Химические технологии, реагенты и материалы» : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / БГУ ; научный руководитель В. А. Ломоносов

Abstract

Цель настоящей работы: изучение возможности применения минерала шунгита и мелкодисперсных кремний-содержащих фракций для формирования пеносиликатных материалов с пористой структурой и создание из них легковесных композитных покрытий. Объекты исследования: жидко-силикатные композиции на основе Na2O/SiO2·9H2O и наполнителей – шунгита, аэросила, ферритового порошка состава MgхZn1-хFe2O4. Методы исследования: рентгенофазовый анализ, электронная микроскопия, химический анализ, порометрия, измерение электропроводности. Изучена возможность применения природных минералов и мелкодисперсных кварцсодержащих отходов для формирования на основе щелочно-силикатной композиции легковесных материалов с жесткой пористой структурой. Подобран состав, обладающий после вспенивания приемлемыми физико-механическими характеристиками. Установлено, что реакционная способность кварцсодержащей шихты определяется содержанием аморфной составляющей SiO2 в наполнителе и его дисперсностью. Разработаны условия синтеза пористого материала на основе щелочно-силикатной смеси с использованием в качестве наполнителей ферритовых порошков и измельченного шунгита. Определены характеристики данных наполнителей по их способности к поглощению/отражению электромагнитного излучения. Установлено, что величина ослабления ЭМИ для феррита состава Mg1-хZnхFe2O4 в диапазоне частот 7-14 ГГц находится в пределах 10-12 дБ. Порошок шунгита (2<dср<5 мкм) характеризуется высоким значением параметра отражения ЭМИ (до 65 %) в области частот 27-37 ГГц, при этом с ростом частоты электромагнитного воздействия коэффициент поглощения увеличивается от 24 до 35 единиц. Показано, что введение в шунгитовый наполнитель мелкодисперсного никеля (d<2 мкм, в количестве не более 20 %) приводит к повышению значения коэффициента ослабления СВЧ излучения на 18-25 %, однако коэффициент пропускания также увеличивается на 3-6 % по сравнению с чистым шунгитом. Это может быть связано с влиянием проводящих свойств металлических частиц в основной матрице и возникновения так называемых локальных потерь на проводимость, за счет чего происходит поглощение электромагнитной энергии и ее диссипация. Показано, что ферритовый и шунгитовый порошки могут быть использованы как наполнители при изготовлении материала покрытий (типа панели, плитки и т. д.) обладающих экранирующими электромагнитное излучение свойствами.