​Специалисты отдела структурной макрокинетики Томского научного центра СО РАН применили метод самораспространяющегося высокотемпературного синтеза для получения неорганических пигментов широкой цветовой гаммы. Технология не наносит вреда окружающей среде, позволяет использовать сырье Сибирского и Уральского регионов и не требует сложного оборудования.

Пигменты шпинельного типа используются для окрашивания керамических и фаянсовых изделий, глазурей и эмалей, в производстве стекла и строительных материалов. На внутреннем рынке произведенные в России пигменты сегодня занимают только два процента, остальное — импортная продукция. Предложенный томскими учеными способ экономически выгоден и позволяет получать продукт с высокой термической и химической устойчивостью.

«Синтез по традиционной технологии это — многочасовой процесс, который требует больших затрат на подогрев, а здесь все происходит за счет внутренней энергии системы. Высвобождаясь, она переводит смесь порошков в новое состояние — шпинель, самое стабильное и термостойкое. Даже если вещество расплавить, после охлаждения оно будет иметь тот же цвет и свойства, поэтому продукт получается качественным. При этом мы получаем экологически чистые, безвредные пигменты», — говорит старший научный сотрудник отдела структурной макрокинетики Нина Радишевская.

Самораспространяющийся высокотемпературный синтез (СВС) — химический процесс, протекающий в смесях порошков, где тепловыделение передается от слоя к слою (то есть подогреваются нижние слои, а затем материал передает горение сам). Если в традиционной технологии сырье нужно нагревать постоянно в течение нескольких часов, то при СВС нагрев продолжается несколько минут. Сейчас ученые могут получать зеленый, синий, черный, коричневый, голубой, бирюзовый и белый пигменты и работают над получением желтого и красного.

«Каждый цвет — это определенный набор исходных минеральных элементов, — поясняет Нина Радишевская. — Например, для синего нужен кобальт и алюминий со специальными добавками. Мы берем уже измельченные материалы, засыпаем их в печь, запускаем процесс синтеза и на выходе получаем порошок, на 90 процентов состоящий из частиц размером меньше одного микрона. Это практически готовый продукт, не требующий дальнейшего дорогостоящего помола».

Высокотемпературный синтез ученые сейчас проводят в печи, в которой тепло выделяется за счет протекания тока по нихромовой спирали. В волне горения материал сам измельчается до мелкодисперсного очень твердого порошка (8 единиц по шкале Мооса, для сравнения: твердость алмаза по этой шкале — 10).

Технология получения пигментов на основе сырья Западно-Сибирского региона была разработана в рамках соглашения с НИИ строительных материалов Томского государственного архитектурно-строительного университета при участии специалистов Томского политехнического университета. Ученые планируют автоматизировать и масштабировать производство до промышленного использования.

Источники

В Томске нашли способ получать недорогие пигменты на местном сырье
ИноТомск (inotomsk.ru), 26/07/2017
Томские ученые нашли способ изготовления дешевых пигментов для эмалей и стекла
Новости@Rambler.ru, 26/07/2017
Томские ученые нашли способ изготовления дешевых пигментов для эмалей и стекла
Коммерсантъ # Новосибирск.ru, 26/07/2017
Томские ученые нашли способ изготовления дешевых пигментов для эмалей и стекла
Коммерсантъ # Красноярск.ru, 26/07/2017
Томские ученые нашли способ изготовления дешевых пигментов для эмалей и стекла
Коммерсантъ # Иркутск.ru, 26/07/2017
Ученые ТПУ разрабатывают легкие пуленепробиваемые стекла
СтеклоСоюз (steklosouz.ru), 27/07/2017
В Томске нашли способ получать недорогие пигменты на местном сырье
Equipnet.ru, 26/07/2017
Томские ученые нашли способ изготовления дешевых пигментов для эмалей и стекла.
Upakovano.ru, 28/07/2017
Ученые ТПУ разрабатывают технологию отечественного производства прозрачной керамики для пуленепробиваемых стекол
Nanonewsnet.ru, 05/08/2017
Ученые ТПУ разрабатывают технологию отечественного производства прозрачной керамики для пуленепробиваемых стекол
Ассоциация государственных научных центров Наука (agnc.ru), 08/08/2017

Похожие новости

  • 06/12/2016

    Сибирские ученые создают катализаторы для нейтрализации выхлопных газов

    ​Исследователи из ТГУ, НГУ и Института катализа им. Г.К. Борескова СО РАН совместно ищут способы повышения эффективности катализаторов на основе диоксида церия и благородных металлов для нейтрализации выхлопных газов и продуктов горения.
    900
  • 19/05/2017

    Проект ученых НИОХ СО РАН по синтезу нанопорошка победил на форуме U-NOVUS

    ​Новосибирский проект по синтезу нанопорошка, который не расширяется, а сжимается при нагревании, победил во всероссийском конкурсе разработок молодых ученых на форуме U-NOVUS в Томске. Как сообщила ТАСС автор проекта Мария Петрушина, ученым из Института неорганической химии Сибирского отделения РАН удалось создать технологию недорогого производства порошка, который планируется внедрять в производство сверхпрочных композитов для трубопроводной арматуры, микроэлектроники и зубных имплантов.
    607
  • 22/02/2018

    В Томске появится первый в России завод катализаторов для производства пластмасс

    ​Ученые Института катализа Сибирского отделения РАН совместно с томскими учеными стали инициаторами строительства в регионе завода катализаторов для производства базовых полимеров (полипропилена и полиэтилена).
    52
  • 04/10/2016

    Сибирские ученые разработают катализаторы для импортозамещения

    ​К 2020 году планируется более, чем вдвое сократить долю заграничных поставок веществ, необходимых для нефтяной промышленности, а также запустить в России свыше 120 установок глубокой переработки углеводородов.
    812
  • 23/01/2018

    Сибирские радиофизики выяснили, от чего зависят свойства композитных материалов

    Радиофизики экспериментально доказали, что  конструкция и   технология изготовления  нанотрубок влияют на характеристики композитного материала. Ученые описали электрофизические свойства композитов, в которых можно получать заданные свойства, меняя состав.
    157
  • 29/03/2017

    Томские ученые создали уникальные неорганические пигменты

    В лаборатории гетерогенных металлических систем Томского научного центра СО РАН разработаны уникальные неорганические пигменты широкой цветовой палитры — буквально всех цветов радуги. Сфера применения таких соединений очень широка — они могут использоваться при производстве керамической плитки и других облицовочных материалов, лакокрасочной продукции для строительных работ и автомобильной промышленности, в изделиях из пластика и керамики.
    550
  • 28/07/2016

    Эксперты подтвердили высокое качество производимой на реакторе ТПУ ортофосфорной кислоты

    ​Произведенная на исследовательском реакторе Томского политехнического университета ортофосфорная кислота, внутри которой находится атом фосфора-32, прошла независимую экспертизу.  В заключении экспертов говорится, что представленный образец "полностью соответствует предъявляемым требованиям".
    1075
  • 08/12/2016

    Новосибирские химики производят уникальные композитные материалы для сжигания топлива

    ​Специалисты Новосибирского государственного университета и институтов СО РАН создают керамометаллические композитные матрицы на основе порошка алюминия, его оксида и сплавов. Эти уже успешно испытанные материалы обладают уникальными характеристиками, в частности, высокой теплопроводностью, и используются для структурированных катализаторов процессов сжигания и трансформации топлив.
    1133
  • 13/02/2018

    О самых примечательных, необычных и полезных достижениях российских учёных

    8 февраля отечественное научное сообщество отметило свой профессиональный праздник - День российской науки. В 1999 году он был учреждён указом президента РФ в честь даты издания другого указа: 8 февраля 1724 года (28 января по старому стилю) правительствующий Сенат по распоряжению Петра I создал в России Академию наук.
    89
  • 19/10/2017

    Газотурбинные двигатели будут частично изготовлены с помощью 3D-печати

    ​Объединенная двигателестроительная корпорация планирует 20% деталей для газотурбинных двигателей создавать с помощью 3D-печати. Об этом сообщил министр промышленности и торговли РФ Денис Мантуров.По словам Мантурова, технология 3D-печати с успехом внедряется при изготовлении деталей двигателя ПД-14 для гражданской авиации, а также для конструкций морского применения.
    307