Дисертаційна робота спрямована на розвиток теоретичних основ і технологічних принципів структурного зміцнення великоформатних керамогранітних плит та надання їх поверхні антибактеріальних властивостей, що дозволяє розширити області їх використання.
Об’єкт дослідження – технологія великоформатних керамогранітних плит; принципи отримання і процеси формування антибактеріальних покриттів.
Предмет дослідження – фізико-хімічні закономірності формування керамограніту композитного типу з високою міцністю на основі альтернативних плавнів; рецептурно-технологічних параметрів отримання нефритованих знепрозорених полив для отримання антибактеріальних покриттів для керамогранітних плит.
Метою дисертаційної роботи є розробка рецептурно-технологічних параметрів отримання високоміцних великоформатних керамогранітних плит з антибактеріальним покриттям.
За підсумками досліджень теоретично обгрунтовано і практично підтверджена можливість підвищення міцності великоформатних керамогранітних плит за рахунок армування керамічної матриці муліто-кремнеземними волокнами, які виконують роль армуючого наповнювача і прекусора мулітової фази. Вперше:
– узагальнено накопичений досвід виробництва керамогранітних плит, що дозволило розробити принципи проєктування складу мас на основі звязку фазового складу та властивостей для різних типів керамограніту;
– доведена ефективність використання комбінацій альтернативних плавней на основі досліджень кількісних і якісних характеристик плавлення пегматитової сировини Кіровоградського родовища та продуктів збагачення майдан-вільських лужних каолінів;
– показана доцільність використання муліто-кремнеземних волокон як армуючого наповнювача керамічної матриці, та визначено оптимальну кількість та дисперсність добавки що дозволяє підвищити міцність керамогранітних плит до 57,1 МПа МПа (на ~30 %);
– обгрунтовано та реалізовано методологію розробки нефритованих полив для отримання знепрозорених покриттів шляхом спрямованої кристалізаії цільових фаз (SnO2, TiO2, Zn2SiO4, ZnAlO4); доведено, що формування такого фазового складу забезпечує достатній ступінь знепрозорення покриттів (КДВ 77–84%) та комплекс високих експлуатаційних властивостей: мікротвердість (7500–7800 МПа), кислотостійкісті (99,6–99,9 %) і термостійкісті (10тз);
– визначено оптимальні співвідношення фазотвірних оксидів в комбінаціях (ZnO+SnO2) та (TіO2+SnO2), що дозволило отримати склокристалічні покриття заданого фазового складу, здатні пригнічувати ріст мікроорганізмів та поперджати утворення біоплівки на поверхні керамогранітних плит.
В результаті тестування в лабораторії НДУ УКРНДІЕП встановлено, що розроблені склокристалічні покриття для керамогранітних плит мають виражені антибактеріальні властивості відносно протестованих бактеріальних культур та здатні попередити мікробне забруднення поверхні керамогранітних плит.
Результати дисертаційної роботи впроваджені у навчальний процес кафедри «Технології кераміки, вогнетривів, скла та емалей» Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут» при підготовці бакалаврів і магістрів.
Ключові слова: Великоформатний керамограніт, армуючий заповнювач, мулліто-кремнеземні волокна, спікання, ліквідус, міцність, водопоглинання, мультикомпонентні системи, енерго- та ресурсозбереження, склокристалічні покриття, антибактеріальний ефект, термостійкість, стійкість до стирання, діаграма «склад-властивості», структура та фазовий склад.
