В Сибири создали из отходов высокопрочное стекло для космонавтики

Ученые СФУ в составе исследовательского коллектива смогли получить высокопрочное стекло для использования в строительстве и космосе, используя отходы горнодобывающей промышленности.

Это открытие позволяет заменить чистые химические вещества, необходимые для производства стекла, что может привести к снижению стоимости конечной продукции. Результаты исследования опубликованы в журнале "Журнал СФУ. Химия".

Стекло является материалом, химическая структура которого не упорядочена, в отличие от минералов. Отсутствие кристаллической решетки в стекле, таком как оконное стекло, делает его хрупким и легко разрушаемым.

Это новое высокопрочное стекло, разработанное с использованием отходов промышленности, может иметь широкое применение не только в строительстве, но и в космической отрасли. Уникальная технология производства стекла открывает новые перспективы для экологически чистого и экономически эффективного производства материалов.

Для производства кораблей, ракет и самолетов в строительной промышленности применяются стеклокристаллические материалы (ситаллы) с повышенной прочностью и износостойкостью, в отличие от аморфного стекла. Эти материалы обладают улучшенными эксплуатационными характеристиками благодаря переходу неструктурированного расплава в мелкие кристаллы, которые укрепляют аморфный материал.

Ученые Сибирского федерального университета (СФУ) совместно с коллегами из Института космических технологий КНЦ СО РАН предложили новый подход к производству стеклокристаллических материалов, который заключается в использовании отходов горной промышленности вместо очищенных реагентов. Такой подход не только снижает затраты на производство, но и способствует более эффективному использованию ресурсов.

Эксперименты показали, что использование отходов горной промышленности в производстве стеклокристаллических материалов не только не ухудшает их качество, но даже способствует улучшению некоторых характеристик. Такой подход может стать примером устойчивого развития и эффективного использования ресурсов в различных отраслях промышленности.

Исследователи в ходе лабораторных экспериментов осуществили замену исходных реагентов, что привело не только к получению высококачественного продукта, но и к снижению энергозатрат на процесс плавки за счет снижения температуры спекания веществ. Этот подход позволил создать материал, который прозрачен для видимого и инфракрасного излучения, что может быть полезно при изготовлении посуды для химического анализа. Для исследования использовались породы, содержащие известняк и дунит – минерал, широко применяемый в строительстве банных печей. В процессе переработки черный или темно-зеленый цвет дунита утрачивается благодаря технологии изготовления стекла.

Исследование подчеркивает, что одним из ключевых преимуществ технологии является возможность контроля химического состава расплава и переноса красящих окислов металлов в металлическую фазу во время процесса восстановительного плавления. Это позволяет улучшить качество и свойства конечного продукта. Кроме того, такой подход способствует эффективному использованию ресурсов и снижению затрат на производство.

Согласно опубликованным данным, возможность регулирования химического состава расплава является ключевым фактором в процессе восстановительного плавления, что обеспечивает оптимальные условия для интеграции красящих окислов металлов в структуру металлической фазы. Этот метод также способствует улучшению устойчивости процесса и повышению эффективности производства.

Подробный анализ показывает, что возможность контроля химического состава расплава и переноса красящих окислов металлов в металлическую фазу в процессе восстановительного плавления имеет значительное значение для современной промышленности. Этот метод открывает новые перспективы для улучшения технологических процессов и создания инновационных продуктов.

Источник и фото - ria.ru