Thermophysical and electrical properties of illite-based ceramics

Abstract

CSÁKI, Štefan: Termofyzikálne a elektrické vlastnosti keramík na báze illitu [Dizertačná práca]. Univerzita Konšntantína Filozofa v Nitre, Fakulta Prírodných vied. Univerzita Karlova. Matematicko-fyzikální fakulta. Školiteľ: prof. RNDr. Libor Vozár, CSc. (Univerzita Konštantína Filozofa v Nitre), doc. Ing. Patrik Dobroň, PhD. (Univerzita Karlova). Nitra a Praha, 2018. 107 s. Illitické hliny sú dôležitou surovinou v keramickom priemysle, a preto sú nevyhnutné podrobné znalosti o procesoch prebiehajúcich počas ich výpalu. V predloženej dizertačnej práci boli skúmané keramiky pripravené z illitickej hliny zo severovýchodného Maďarska. Hlavná pozornosť bola venovaná tepelne aktivovaným procesom a reakciám prebiehajúcim počas ich výpalu a taktiež teplotnej závislosti jednosmernej i striedavej vodivosti. Do teploty 250 řC prebiehalo vyparovanie fyzikálne viazanej vody a dominantnými nosičmi náboja boli H+ a OH- ióny. V teplotnom intervale od 250 řC do 450 řC sprostredkovali elektrickú vodivosť K+ a Na+ ióny. Illit, hlavná zložka illitickej hliny, dehydroxyloval v teplotnom intervale od 450 řC do 750 řC, čo malo za následok uvoľnenie OH- skupín z jeho štruktúry a dominantnými nosičmi náboja sa stali H+ a OH- ióny. Pri teplote ~970 řC sa začala tvoriť sklená fáza, ktorá podporila elektrickú vodivosť v...

CSÁKI, Štefan: Thermophysical and electrical properties of illite-based ceramics. [Doctoral thesis]. Constantine the Philosopher University in Nitra. Faculty of Natural Sciences. Charles University. Faculty of Mathematics and Physics. Supervisor: prof. RNDr. Libor Vozár, CSc. (Constantine the Philosopher University in Nitra), doc. Ing. Patrik Dobroň, PhD. (Charles University). Nitra & Prague, 2018. 107 p. Illitic clays are of special importance in the ceramic industry. Therefore, a deep knowledge of the thermophysical processes, as well as the electric properties, is of special importance. The illitic clay originated in Northeastern Hungary was used in this thesis. The reactions, occurring during firing, were studied using thermal analyses (Differential thermal analysis, Thermogravimetry, Thermodilatometry) and special attention was paid to the measurement of the electrical conductivity (both DC and AC). Up to 250 řC, where the removal of the physically bond water (PBW) takes place, the dominant charge carriers were the H+ and OH- ions. After the PBW was removed, Na+ and K+ ions became the dominant charge carriers. During dehydroxylation (450 - 750 řC) H+ and OH- ions were freed from the illite structure, which supported the electrical conduction in the samples. At ~ 970 řC glassy phase appeared...