Учёные Томского государственного архитектурно-строительного университета (ТГАСУ) разработали плазменный генератор, который позволяет улучшить качество огнеупорного кирпича и керамики. Устройство перемещается по траектории и оплавляет поверхность изделий, создавая защитный слой из стекловидного материала.
Огнеупорные кирпичи и блоки применяются для внутренней облицовки печей, где температура может достигать 1400-1600 °C и выше. В процессе эксплуатации поверхность такого кирпича подвергается воздействию расплавленного металла, шлаков и агрессивных газов, что приводит к появлению трещин, коррозии и разрушению материала. По словам одного из авторов изобретения, младшего научного сотрудника лаборатории «Наноматериалы и нанотехнологии» ТГАСУ Марка Семеновых, это является серьезной проблемой для промышленности.
Созданная установка предназначена для обработки поверхности изделий плазмой с целью повышения их термостойкости за счёт формирования стекловидного покрытия. Учёные предлагают два варианта применения технологии: в первом случае на поверхность кирпича наносится особая керамическая паста — смесь тугоплавких оксидов, таких как алюминий или цирконий. Затем слой пасты сплавляется с основой под действием плазмы, образуя монолитное стеклокристаллическое покрытие. Во втором случае обработке подвергается сам кирпич без подготовки, из-за чего изменяется структура его поверхности.
Как подчеркнул Марк Семеновых, итоговое покрытие представляет собой прочную корку, которая соединяется с телом кирпича на молекулярном уровне. Это не просто напыление или краска, а монолитный слой, способный выдерживать серьёзные нагрузки, защищая основной материал от разрушения.
Использование такой технологии позволяет продлить срок службы огнеупорных футеровок, а значит — снизить издержки, связанные с простоем оборудования, и сократить себестоимость продукции, такой как сталь, стекло или цемент. Все работы проводятся на отечественном оборудовании с использованием местного сырья.
Исследование выполнено под руководством профессора Нелли Скрипниковой и реализовано в рамках государственной программы поддержки университетов «Приоритет-2030». Томский государственный архитектурно-строительный университет участвует в этой программе по направлениям «Инфраструктурная безопасность/Инженерный экстрим» и «Химия и инжиниринг новых строительных материалов».
