Влияние оксида диспрозия на структуру и свойства керамики на основе алюмомагниевой шпинели, изготовленной методом электроимпульсного плазменного спекания

Изучено влияние оксида диспрозия на структуру и свойства керамики на основе алюмомагниевой шпинели, изготовленной методом электроимпульсного плазменного спекания.

Введение ………………………………………………………………………………………………….. 15
1 Обзор литературы …………………………………………………………………………………. 17
1.1 Физико-химические свойства алюмомагниевой шпинели …………………… 17
1.2 Физико-химические свойства оксида диспрозия ………………………………….. 20

1.3 Современные методы изготовления оптической керамики на основе
MgAl2O4 ……………………………………………………………………………………………………………………………….22

2. Материалы, оборудование и методы исследования ……………………………….. 29
2.1 Методика изготовления образцов …………………………………………………………………………29

2.2 Гранулометрический анализ …………………………………………………………………………………..31

2.3 Анализ удельной поверхности …………………………………………………………………………… 313

2.4 Рентгенофазовый анализ …………………………………………………………………………………………34

2.5 Измерение упругопластических свойств ……………………………………………………………36

2.6 Измерение оптических свойств …………………………………………………………………………….37

2.7 Электронная микроскопия ………………………………………………………………………………………38

3. Экспериментальная часть ……………………………………………………………………… 40
4. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение .. 48
4.1 Оценка коммерческого потенциала исследования ………………………………………….48

4.1.1 Анализ конкурентных технических решений ………………………………. 48
4.1.2 SWOT-анализ …………………………………………………………………………….. 51
4.2 Организация и планирование работ …………………………………………………………………….51

4.2.1 Определение трудоёмкости выполнения работ трещиностойкость
образцов …………………………………………………………………………………………….. 51
4.2.2 Расчет сметы затрат на выполнение проекта ……………………………….. 57
4.2.3 Расчет затрат на материалы ………………………………………………………… 57
4.2.4 Расчет затрат на оборудование ……………………………………………………. 58
4.2.5 Расчет заработной платы…………………………………………………………….. 58
4.2.6 Расчет затрат на социальный налог …………………………………………….. 59
4.2.7 Расчет затрат на электроэнергию ………………………………………………… 60
4.2.8 Расчет прочих расходов ……………………………………………………………… 61
4.2.9 Расчет общей себестоимости разработки …………………………………….. 61
4.2.10 Расчет прибыли ………………………………………………………………………… 62
4.2.11 Расчет НДС ………………………………………………………………………………. 62
4.2.12 Цена разработки НИР ……………………………………………………………….. 62
4.3 Заключение по разделу…………………………………………………………………………………………….63

5 Социальная ответственность …………………………………………………………………. 64
5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности ………….65

5.2 Производственная безопасность …………………………………………………………………………..68

5.2.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов…………….. 69
5.2.1.1 Отклонение показателей микроклимата ………………………………… 69
5.2.1.2 Воздействие химических веществ на кожу и верхние
дыхательные пути ……………………………………………………………………………. 70
5.2.1.3 Превышение уровня шума …………………………………………………….. 70
5.2.1.4 Отсутствие или недостаток естественного света ……………………. 71
5.2.1.5 Поражение электрическим током. …………………………………………. 71
5.2.2 Обоснование мероприятий по снижению уровней воздействия
опасных и вредных факторов на исследователя …………………………………… 73
5.2.2.1 Отклонение показателей микроклимата ………………………………… 73
5.2.2.2 Воздействие химических веществ на кожу и верхние
дыхательные пути ……………………………………………………………………………. 74
5.2.2.3 Превышение уровня шума …………………………………………………….. 75
5.2.2.4 Отсутствие или недостаток естественного света ……………………. 75
5.2.2.5 Поражение электрическим током ………………………………………….. 76
5.3 Экологическая безопасность ………………………………………………………………………………….77

5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях ………………………………………………………….78

5.4.1 Анализ вероятных ЧС, которые могут возникнуть в лаборатории при
проведении исследований …………………………………………………………………… 78
5.4.2 Обоснование мероприятий по предотвращению ЧС и разработка
порядка действия в случае возникновения ЧС …………………………………….. 79
5.5 Заключение по разделу…………………………………………………………………………………………….81

Заключение ……………………………………………………………………………………………… 82
Список используемой литературы ……………………………………………………………. 83
Приложение А …………………………………………………………………………………………. 89

В результате выполненной работы были изготовлены высокоплотные
образцы керамики на основе алюмомагниевой шпинели допированной
оксидом диспрозия (от 0,1 до 10 мас. %). Изучено влияние оксида диспрозия
на свойства АМШ-керамики.
Сделаны следующие выводы:
1. Установлено, что увеличение концентрации Dy2O3 от 0 до 0,1 мас. %
приводит к понижению светопропускания на 12,4% на длине волны
600 нм. Изменение упругопластических свойств керамики
существенно не выходит за пределы доверительного интервала их
определения. Увеличение концентрации Dy2O3 от 0,1 до 10 мас. %
приводит к потере прозрачности керамических образцов.
2. Введение оксида диспрозия (до 10 мас. %) в алюмомагниевую
шпинель приводит к увеличению интенсивности усадки материала в
диапазоне температур от 950 до 1100 °C.
3. Определена оптимальная концентрация допанта Dy2O3 – 0,1 мас. %
позволяющая сохранить приемлемые оптические и
упругопластические свойства керамики.
Результаты, полученные в работе, позволят улучшить качество
производимых в настоящее время керамических материалов на основе
алюмомагниевой шпинели и снизить экономические затраты на их
производство.