Ўзбекистон республикаси олий ва ўрта махсус таълим вазирлиги тошкент кимё-технология институти

2. Ўтга чидамли материаллар.
Юксак температурага бардош бера оладиган маҳсулотлар ва материалларнинг тури жуда кўп. Шундай материал олинадиган хом ашёнинг хили янада кўпроқдир.
Саноат қурилишида ишлатиладиган ўтга чидамли материаллар хом ашёнинг физик ва кимёвий табиатига, кимёвий-минералогик таркибига хамда тайёрлаш технологиясига қараб асосан саккиз группага ажратилади: 1) кремнеземли, 2)алюмосиликатли, 3) магнезиал, 4) хромитли, 5) цирконийли, 6) углеродли, 7) оксидли ва 8) кислородсиз моддадан иборат материаллар. ҳар группа композиция ташкил этувчи асосий минералларнинг ўзаро нисбатига қараб, типларга ажратилади. 1-группага динасли ва кварцли тип, 2-группага-шамотли, юксак глинозёмли ва ярим нордон тип, 3-группага-магнезитли, форстеритли ва шпинелли тип, 4-группага хромитли, хром-магнезитли ва магнезит-хромитли тип, 5-группага-цирконийли ва цирконли тип, 6-группага-коксли ва графитли тип, 7-группага-оксидли ва 8-группага карборундли ва бошқа типлар киради.
Маҳсулотлар тайёрлаш усули, шакли ва ўлчамли, кўриниши, юксак температура ҳамда кислота таъмирига чидамлилиги ва бошқа хусусиятларига қараб группа ва турларга ажратилади.
Ўтга чидамли маҳсулотлар тайёрлаш усулига кўра, шликер ёки эритмадан қўйилган пластик формовка қилинган, яримқуруқ прессланган, пластикмас кукунсимон массадан жипслаштирилган, тоғ жинси ва қуйма блоклардан арралаб ясалган турларга, термик ишлов берилиши жиҳатдан: куйдирилмаган (шамот ғишт) ва эритиб қуйилган (кварцли блок) маҳсулотларга, синдириб кўрганда юзасининг структурасига қараб, майда толали ва йирик толалали тузилишдаги буюмларга ажратилади. Қуйиш жараёнида майда заррачаларнинг бир-бирига ёпишиш даражасига қараб, маҳсулот (ғишт)-нинг танаси тош қотган ёки бўлиши мумкин.Танаси тош қотган ғишт мустаҳкам, синдирилган юзаси ялтироқ чиғаноқсимон бўлади, очиқ ва туташган ғовакли бўлмайди. Танаси ковакли ғишт ялтирамайди, юзаси ҳира, бўзранг ва бирмунча қовак бўлади.
Ўтга чидамли материаллар шакли ва ўлчамига кўра “тўғри” ва “қийиқ” нормал ғиштлар ҳамда оддий мураккаб, ўта мураккаб ва йирик блок-шаклдор буюмларга температурага чидамлилиги жихатдан: ўта чидамли (1580-1770 С), юқори температурага чидамли (1770-2000 С) ва жуда юксак температурага чидамли (2000 С дан юқори) турларга ажратилади.
Ўтга чидамли дастлабки сунъий маҳсулот алюмосиликатли ва кремнезёмли ғиштдан иборат. Бундай ғишт қуйиш учун созтупроқни куйдириб қосил қилинган ўтга чидамли тупроқ, яъни шамот билан қум жуда қўл келади. Таркибида алюминий оксиди кўп бўлган куйдирилмаган гилга куйдирилган каолин ёки шамот аралаштириб қорилган тупроқдан қуйилган ғиштни махсус печда 1350-1500 С температурада пишириш йўли билан ярим нордон, шамотли ва юксак глиноземли ғиштлар олиш мумкин.Қум суюқ оҳакда қорилиб, шу қоришмада қуйилган ғишт пиширилса, динас ёки кварцли ғишт ҳосил бўлади. Бундайларни қуйиш осон ва арзонга тушади ҳамда 1580-1750 С температурага бемалол чидайди. Улар сувда зангламайди, кислотада эримайди (жадвалга қаралсин) бир неча йилгача хусусиятларини йўқотмайди.

15-расм. SiO₂ - Al₂O₃ системасининг диаграмма ҳолати.

16-расм. Кремнеземнинг мувозанат диаграмма ҳолати.

17-расм. Баъзи бир оловбардош буюмлар учун юк остида дефор-мацияга учраш холатининг ҳароратга боғлиқлиги: --- яримнордон; ___ шамот; — — — — магнезит; х-х-х- динас; о-о-о- юқори глинозёмли.

Ўтга чидамли алюмосиликат ғиштларнинг хоссалари масса таркибига кирувчи алюминий (III)-оксиднинг миқдорига боғлиқ. Таркибидаги оксид миқдори ортган сари ғиштнинг кўрсаткичлари ҳам ортиши жадвалдан яққол кўриниб турибди.

Оғир саноатнинг илдам ривожи металларнинг янги, мустаҳкам турини яратишни тақазо этади., бу эса ўз навбатида ўта чидамли, хумдонбоп материаллар топиш заруриятини туғдиради. Давр талаби билан МДХ, Австрия, АҚШ, Чехия, Англия ва Япония олим ва мутахассислари ҳамкорликда ўтга чидамли янги маҳсулотлар-магнезитли, хромитли ва цирконийли ғишт ва блоклар қуйиш усулини ишлаб чиқдилар. Шу усулда магнезит, доламит, форстерит, шпинель, хромит ва сунъий бирикмалар асосида тайёрланган материаллар юқори температура таъсирига чидамлилиги жиҳатдан бошқалардан ажралиб туради. Форстеритли ғиштнинг 1750 С дан юқори температурадагина эриши ва бир квадрат сантиметр юзасининг 500 кг гача куч таъсирида сиқилишга бардош бера олиши унинг юксак даражада пишиқлигидан далолатдир.
1-жадвал
Алюмосиликат ғиштларининг кўрсаткичлари.

Ғиштнинг тури	Al2O3 миқ-дори%	Пишириш темпера- тураси С	Иссиққа чи- дамлилиги С	Қўшилган эритгич миқдори %	Деформа- Цияланиш Температу- Раси С
Шамот каолини...	40-44	1450-1500	1750-1770	2,5-3	1500
Шамот созтуп-роқли.................	38-40	1350-1420	1710-1750	5-6	1400
Андалузитли........	57	1400-1500	1750 дан ортиқ	2,7	1450
Дистен-силемма- нитли.................	65	1500-1550	1750 дан ортиқ	3,5	1570
Диспорли............	68	1500-1550	1750 дан ортиқ	3,5	1500
Муллитли.............	73	1550-1650	1750 дан ортиқ	3,5	1580

Қуйидаги 2-жадвалда корунд фазали буюмларининг хосса-хусусиятла-ри келтирилади:

2-жадвал

Саноқ сони	Буюмнинг хосса-хусусиятлари	Ўлчов бирлиги	Кўрсатгичлар
1	Al2O3 миқдори	%	99,5-99,8
2	Зоҳирий зичлиги	г/см^3	3,85-3,9
3	Ҳақикий зичлиги	г/см^3	3,99-4,0
4	Ғоваклилиги: Зоҳирий Ҳақикий	%	0,1 дан кам 3-5
5	Мустахкамлик чегараси: сиқилишга чидамлилиги эгилишга чидамлилиги чўзилишга чидамлилиги	г/см^2	10000-15000 2000-3000 3,8 ^.10^3
6	Иссиқлик ўтказувчанлик коэффициенти: 100 ^оС да 1000 ^оС да	ккал/м соат град.	25 5
7	Ўтга чидамлилиги	^оС	2050
8	Иссиқликдан кенгайиш коэффициенти, 20-1200^оС оралигида	град ^. 10^6	8,5
9	2 кг/см^2юк таъсирида деформация-ланиш бошланғич температураси	^оС	1900

Айтиб ўтилган ўтга чидамли маҳсулотлар тайёрланадиган хом ашё Мустақил Давлатлар Хамдўстлиги мамлакатларида кўпми деган савол туғилиши мумкин. Бу саволга ижобий жавоб берса бўлади. Масалан, Урал ва Сибирда магнезиал ғишт тайёрлаш учун керак бўладиган магнезит қазиб олинадиган конлар бор. Челябинск областидаги Сатки конидаги таркибда магний карбонати 92,5 процент бўлса, Красноярск ўлкасидаги Тальск конидан эса 95 процентдан ортиқ бўлган минерал қазиб олинади. Бу конлардан олинадиган минераллар таркибида оз миқдорда бўлса ҳам қум, глинозём, кальций оксиди бор.

Табиатда соф хромитнинг катта-катта конлари борлиги ҳам маълум. Масалан Қозоғистондаги ва Уралдаги кондан қазиб олинаётган хромит МДХ ва айрим чет эл мамлакатларнинг хромга бўлган эхтиёжини тўла қондирмоқда.
Форстерит ғишт тайёрланадиган хом ашё-оливинит Кола ярим оролидаги ва Кавказдаги конлардан, дунит Украинанинг ўрта ва шимолий районларидаги, Свердловск областининг Нижний Тагил районидаги конлардан, тальк эса Урал, Украина ва Шарқий Сибирдаги конлардан қазиб олинади.
Цирконийнинг асосий ва йирик конлари Бразилия территориясидадир. МДХ да циркон эвдолит минералидан олинади. Кейинги вақтларда олиб борилган геологик ва минералогик изланишлар шуни кўрсатадики, Ўзбекистон территориясида ҳам нефелин сиенити орасида соф ва бирламчи циркон қаватлари учрамоқда.
Ўтга чидамли материалларнинг оксидли, карбонли, кислородсиз турлари ҳам яратилди. Уларнинг магний, торий, гафний, бериллий, алюминий, уран каби оксидлар асосида олиш мумкин. Агар магний ва гафний оксидларининг суюлиш нуқтаси 1825 ва 2900 С бўлса, торий оксидли ғиштлар 3200 га бардош бера олади. Тошкўмир кокси ёхуд графитдан 1100-1450 С да куйдириб тайёрланган карбонли ғишт, блок ва деталлар 3700 С температурага, сув, кислота таъсирига чидамлилиги, домна тошқолига инертлиги, электр токини яхши ўтказиш кабихусусиятлари билан юқорида айтиб ўтилган материаллардан ажралиб туради. Кислородсиз карбид, нитрид, борид, силицид, юксак температурадагина эриши, ўта қаттиқлиги, шунингдек, ўзига хос электр, магнит ва Кимевий хоссалари билан фарқ қилади. Масалан, титанли карбиднинг қаттиқлиги Моос даражаси бўйича 9,2-9,5; бир квадрат сантиметр юзасининг сиқилишга чидамлилиги 22500 кг. Борли нитрид яхши диэлектик бўлиб, эриш температураси 2350 С. Цирконийли борид иссиқликка чидамлилиги ва қайтарувчи муҳитга ўта турғунлиги билан ажралиб туради. Молибденли силициднинг электр қаршилиги кам, чўзилишга чидамлилиги эса бир квадрат сантиметр юзага хисобланганда 6000 кг.
Хулоса қилиб айтганда, ўтга чидамли маҳсулотлар тури, хом ашёси, хоссалари ва имкониятлари жиҳатдан одатдаги керамика буюмларидан фарқ қилади. Улар оддий ғишт, сопол ва чинни буюмлардан фақли ўлароқ, юксак температурада ўз хоссасини ўзгартирмайди. Уларга хатто эриган металл, шлак, шиша, цемент ва бошқа кимевий бирикмалар ҳам таъсир этмайди. Ўтга чидамли маҳсулотлар баъзан иссиқликни яхши ўтказади, баъзан эса аксинча, иссиқликни сақловчи вазифасини ўтайди. Шу жихатдан табиатдаги бирон бир табий ёки сунъий материал уларнинг ўрнини боса олмайди.