В данной статье представлены результаты разработки состава шихты для получения термостойкой керамики на основе малопластичной глины с добавлением 10 мас.% оксида церия и 5 мас.% борной кислоты в качестве функциональных добавок. Установлено, что при совместном введении рассматриваемых добавок наблюдаются эффекты самоглазурования на поверхности и остекловывания частиц керамики в объеме изделий. Данные эффекты получены в результате того, что борная кислота, являясь сильным плавнем, образует стекловидную фазу и снижает температуру жидкофазного спекания керамики. Данная стекловидная фаза на основе боросиликатов включает в себя оксид церия, а также оксиды кремния, алюминия, кальция и магния, которые отличаются высокими температурами плавления, химической стойкостью и термостойкостью. Эта стекловидная фаза представлена в структуре материала в виде слоев между частицами керамики и образует с ними единый каркас с низким термическим коэффициентом линейного расширения, что способствует уплотнению, снижению открытой пористости, повышению прочностных характеристик и термостойкости материала. Преимущества применения оксида церия заключаются в снижении разницы между значениями термических коэффициентов линейного расширения между аморфными и кристаллическими фазами в материале, а также в способности данного вещества выступать в роли катализатора окисления углеводородов и сажи при нагревании. Полученные результаты позволяют использовать получаемую керамику для футеровки тепловых агрегатов и дымовых каналов, эксплуатируемых при высоких температурах и в агрессивных средах, с получением самоочищающихся без остановки тепловых агрегатов стенок.

This article presents the results of the development of a batch composition to obtain a heat-resistant ceramic based on low-plastic clay with the addition of 10 wt.% cerium oxide and 5 wt.% boric acid as functional additives. It was found that the joint introduction of the additives in question observed the effects of self-glazing on the surface and glazing of ceramic particles in the volume of products. These effects are obtained as a result of the fact that boric acid, being a strong smooth, forms a vitreous phase and reduces the temperature of liquid-phase sintering of ceramics. The resulting vitreous phase on the basis of borosilicates includes cerium oxide, as well as oxides of silicon, aluminum, calcium and magnesium, which are characterized by high melting temperatures, chemical resistance and heat-resistance. This vitreous phase is represented in the structure of the material in the form of layers between the ceramic particles and forms a single frame with them with a low thermal coefficient of linear expansion, which contributes to the compaction, reducing open porosity, increasing the strength characteristics and heat-resistance of the material. The advantages of using cerium oxide are to reduce the difference between the thermal coefficients of linear expansion between the amorphous and crystalline phases in the material, as well as the ability of the substance to act as a catalyst for the oxidation of hydrocarbons and soot when heated. The results obtained allow to use the resulting ceramics for lining of thermal units and flue channels operated at high temperatures and in aggressive environments, to obtain self-cleaning without stopping the thermal units of the walls.