Error message

  • Deprecated function: Unparenthesized `a ? b : c ? d : e` is deprecated. Use either `(a ? b : c) ? d : e` or `a ? b : (c ? d : e)` in include_once() (line 1439 of /home/science2016/public_html/includes/bootstrap.inc).
  • Deprecated function: Array and string offset access syntax with curly braces is deprecated in include_once() (line 3557 of /home/science2016/public_html/includes/bootstrap.inc).

Дослідження процесів синтезу воластоніту за двостадійною технологією

Zenon Borovets1, Iryna Lutsyuk1
Affiliation: 
1 Lviv Polytechnic National University, 12, Bandery St., 79013 Lviv, Ukraine iryna.v.lutsiuk@lpnu.ua
DOI: 
https://doi.org/
AttachmentSize
PDF icon full_text.pdf750.91 KB

Keywords:

Abstract: 
Досліджено вплив мінералогічної форми та хімічного складу кремнеземистих і вапняних компонентів на перебіг фізико-хімічних процесів утворення гідросилікатів і силікатів кальцію в умовах двостадійної технології синтезу воластоніту. Встановлено, що ступінь кристалічності SiO2 та наявність домішок у сировині мають визначальний вплив на формування тоберморитової фази під час гідротермального оброблення. Вивчено закономірності формування мікроструктури синтезованих продуктів. Показано, що аморфні різновиди кремнезему забезпечують максимальне утворення закристалізованих гідросилікатів кальцію порівняно з кварцом. Методами РФА та ЕМА встановлено, що перетворення тобермориту в β-воластоніт відбувається в інтервалі температур 900–1100 °С. Зі збільшенням температури випалювання підвищується ступінь кристалічності воластоніту та збільшується розмір кристалів. Оптимальною температурою для отримання β-воластоніту з виразною стовпчастою морфологією та розмірами кристалів 2–5 мкм є 1100 °С. Запропонована технологія забезпечує синтез воластоніту з контрольованими структурними характеристиками за знижених температур, а також можливість зменшити енергетичні витрати порівняно з класичними методами твердофазового синтезу та використовувати доступну вторинну сировину.
References: 

[1] Chan, J. X.; Wong, J. F.; Hassan, A.; Mohamad, Z.; Othman, N. Mechanical Properties of Wollastonite Reinforced Thermoplastic Composites: A Review. Polym. Compos. 2020, 41, 395–429. https://doi.org/10.1002/pc.25403
[2] Zhang, Сh.; Cai, J.; Xu, H.; Cheng, X.; Guo, X. Mechanical Properties and Mechanism of Wollastonite Fibers Reinforced Oil Well Cement. Constr. Build. Mater. 2020, 260, 120461. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.120461
[3] Ke, Sh.; Cheng, X.; Wang, Ya.; Wang, Q.; Wang, H. Dolomite, Wollastonite and Calcite as Different CaO Sources in Anorthite-Based Porcelain. Ceram. Int. 2013, 39, 4953–4960. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2012.11.091
[4] Mert Somtürk, S.; Emek, İ.Y., Senler, S.; Eren, M.; Kurt, S. Z.; Orbay, М. Effect of Wollastonite Extender on the Properties of Exterior Acrylic Paints. Prog. Org. Coat. 2016, 93, 34–40. https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2015.12.014
[5] Borovets, Z.; Lutsyuk, І. Vykorystannya syntetychnykh kaltsii hydrosylikatu u skladi portlandtsementnykh kompozytsii. Vopr. Khim. i Khim. Tekhnol. 2024, 2, 3–10. https://doi.org/10.32434/0321-4095-2024-153-2-3-10
[6] Shylupa, О.; Vakhula, Ya.; Borovets, Z.; Pona, M.; Solokha, I. Low-Temperature Roasted Wollastonite in Designing easily Meltable Glazes of an Increased Hardness. East. Eur. J. Enterp. Technol. 2015, 3/11 (75), 14–18. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2015.43446
[7] Kochubei, V.; Yaholnyk, S.; Malovanyy, М.; Buchaichuk, N. Study of the Influence of Dispersion and Conditions of Thermal Activation on the Sorption Properties of Transcarpathian Clinoptilolite and Prospects for its Application in Environmental Technologies. J. Environ. Probl. 2024, 9, 218–226. https://doi.org/10.23939/ep2024.04.218
[8] Sabadash, V.; Nowik-Zając, A.; Gumnitsky, J. Adsorption of Pb²⁺ and Zn²⁺ Ions from Aqueous Solutions with Natural Zeolite. J. Environ. Probl. 2025, 10, 191–196. https://doi.org/10.23939/ep2025.02.191
[9] Palakurthy, S.; Reddy, K.V.G.; Samudrala, R. К.; Azeem, P. А. In vitro Bioactivity and Degradation Behaviour of β-Wollastonite Derived from Natural Waste. Mater. Sci. Eng. C. 2019, 98, 109–117. https://doi.org/10.1016/j.msec.2018.12.101
[10] Mohammadi, M.; Alizadeh, P.; Atlasbaf, Z. Effect of Frit Size on Sintering, Crystallization and Electrical Properties of Wollastonite Glass-Ceramics. J. Non-Cryst. Solids. 2011, 357, 150–156. https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2010.09.062
[11] Wang, H.; Chen, J; Yang, W.; Feng, S.; Ma, H.; Jia, G.; Xu, S. Effects of Al2O3 Addition on the Sintering Behavior and Microwave Dielectric Properties of CaSiO3 Ceramics. J. Eur. Ceram. Soc. 2012, 32, 541–545. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2011.09.014
[12] Magallanes-Perdomo, M.; Luklinska, Z.B.; De Aza, A.H.; Carrodeguas, R. G.; De Aza, S.; Pena, P. Bone-Like Forming Ability of Apatite–Wollastonite Glass Ceramic. J. Eur. Ceram. Soc. 2011, 31, 1549–1561. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2011.03.007
[13] Skorokhoda, V., Dziaman, I., Dudok, G., Skorokhoda, T., Bratychak, M. Jr., Semenyuk, N. The Ultrasonic Effect on Obtaining and Properties of Osteoplastic Porous Composites. Chem. Chem. Technol. 2019, 13, 429–435. https://doi.org/10.23939/chcht13.04.429
[14] Skorokhoda, V., Semenyuk, N., Dziaman, I., Suberlyak, O. Mineral Filled Porous Composites Based on Polyvinylpyrrolidone Copolymers with Bactericidal Properties. Chem. Chem. Technol. 2016, 10, 187–192. https://doi.org/10.23939/chcht10.02.187
[15] Hosseiny, A. H. M.; Najafi, А.; Khala, G. Investigation of CaO/MgO on the Formation of Anorthite, Diopside, Wollastonite and Gehlenite Phases in the Fabrication of Fast Firing Ceramic Tiles. Constr. Build. Mater. 2023, 394, 132022. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.132022
[16] Ismail, H.; Shamsudin, R.; Hamid, M. A.A. Effect of Autoclaving and Sintering on the Formation of β-Wollastonite. Mater. Sci. Eng. C. 2016, 58, 1077–1081. https://doi.org/10.1016/j.msec.2015.09.030
[17] Khater, G.A.; El-Kheshen, A. A.; Farag, M. M.; Shendy, H.; Nasralla, N. H. S. Preparation and Characterization of Low-Cost Albite and Wollastonite Glass-Ceramics Based on Natural Raw Materials. Next Mater. 2025, 9, 101183. https://doi.org/10.1016/j.nxmate.2025.101183
[18] Khater, G.A.; Nabawy, B. S.; El-Kheshen, A. A.; Abdel-Baki, M.; Farag, M. M.; Elsatar, А.G. Preparation and Characterization of Low-Cost Wollastonite and Gehlenite Ceramics Based on Industrial Wastes. Constr. Build. Mater. 2021, 310, 125214. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.125214
[19] Kornilovych, B.; Andriievska, O.; Plemiannikov, M.; Spasionova, L. Fizychna khimiya kremnezemu i nanodyspersnykh sylikativ; Osvita Ukrainy: Kyiv, 2013.
[20] JCPDS PDF-1 File (1994-release) [Electronic resource]. The International Centre for Diffraction Data, 1994. PA, USA. http://www.icdd.com/