Производить огнеупорные материалы высокого качества без единого импортного компонента позволят разработки ученых БелГУ, сообщили в вузе. Результаты исследования опубликованы в "Журнале неорганической химии".

Огнеупорные композиты нового поколения необходимы во многих направлениях металлургической, машиностроительной и химической отраслей промышленности, пояснили в Белгородском государственном национальном исследовательском университете (НИУ "БелГУ").

Такие материалы применяют для изготовления облицовок ограждающих конструкций теплотехнических агрегатов и установок, работающих в экстремальных средах, в условиях сверхвысоких температур либо постоянных температурных перепадов.

При этом две основных составляющих для производства таких композитов – особо чистый высокоглиноземистый цемент (ВГЦ) и высокодисперсный реактивный альфа-глинозем – российские производители, как правило, закупали за рубежом. В настоящее время крупномасштабное производство этих компонентов в стране не осуществляется, подчеркнули ученые.

Когда в 2022 году оба компонента попали в санкционный список, то под угрозой оказалась стабильная работа теплотехнических агрегатов металлургического и отчасти химического секторов производства.

"Уже два года назад индустриальные партнеры вуза обратили наше внимание на то, что поставка этих составляющих зависит от сотрудничества с профильными компаниями Франции и Германии. Мы поставили перед собой задачу найти аналоги для производства полностью отечественных материалов и наладить получение важных сырьевых компонентов в России. Сегодня цели достигнуты", – рассказал профессор кафедры общей химии НИУ "БелГУ" Михаил Трубицын.

Он дополнил, что ключевой находкой в разработанной технологии создания теплотехнических композитов нового поколения является замена значительной части ВГЦ на активированный высокодисперсный α-оксид алюминия. Последний имеет температуру плавления 2040°С, что повышает устойчивость материала в целом к высоким температурам.

"Любой цемент твердеет при взаимодействии с водой, и ее молекулы остаются в составе цементного камня. А структура, содержащая химически связанную воду, при дальнейшем нагреве до 600-800ºС начинает разрушаться, что ведет к потере механической прочности материала и уменьшению плотности. Когда мы заменили 20 из 25 процентов цемента в составе материала на активированный оксид алюминия, то увеличились как прочность, так и огнеупорность", – добавил ученый.

Он подчеркнул, что именно этот результат позволил ликвидировать потребность в импортных аналогах.

Компания-партнер уже провела непосредственную подготовку для начала производства тонкодисперсного глинозема и ВГЦ в России, а также для получения в промышленных масштабах теплотехнических огнеупорных бетонных композитов нового поколения.

Промышленные технологические линии приступают к работе, заметил Трубицын. В дальнейшем возможно их масштабирование для разных регионов России.

Исследователи запатентовали отечественную технологию производства широкой линейки активированного субмикронного глинозема требуемого гранулометрического состава при малых энергозатратах. Заявки на еще два патента находятся на рассмотрении, уточнил специалист.

Проект реализуется благодаря взаимодействию университета с индустриальным партнером в рамках постановления правительства РФ №218. Уже в декабре этого года в России планируется выпуск первых 600 тонн огнеупорных композиционных бетонных масс нового поколения по технологиям специалистов БелГУ.

Подробнее в источнике