Шихта для изготовления газопроницаемого керамического материала

 

ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГАЗОПРОНИЦАЕМОГО КЕРАМИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА, включающая 70-80 мае.% монофракционного коруцда фракций от 400 до 1000 мкм, 20-30 мас.% тонкодисперсного компонента , отличающаяся тем, что, с целью повышения термостойкости , она в качестве тонкодисперсного компонента содержит смесь совместного помола талька, электрокорунда и глины с размером зерен 4 мкм при еледующем соотношении компонентов в смеси, мае..%: Тальк30-40 Электрокорунд 5-20 ГлинаОстальное i

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

30-40

5-20

Остальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3307294/29-33 (22) 23.06.81 (46) 23.04.83 ° Бюл. Р 15 (72) И.Я. Гузман, Е..Б. Бендовский, А.Ю. Когос, Г.Д. Дымов,.Г.Н. Суханов и В.Ф. Андреев .(71) Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени химикотехнологический институт им.Д.И.Менде леева (53) 666.7-127(088.8) (56) 1. SepKMBH A.Ñ. и Мельникова И.Г.

Пористая,проницаемая керамика. Л., Стройиздат, 1969.

2. Патент ФРГ Р 1017520, кл. 80 Ь 8/03, 1958.

3. Адушкин Л.Е., Гузман И.Я.

Исследованйе структуры и проницаемости пористой керамики на основе AI Oз.—

Труды МХТИ им. Д.И. Ме фелеева, 1967, IV, с. 119-123 (прототип).

З(5В С 04 В 21/00 С 04 В 35/10 (54)(57) ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГАЗОПРОНИЦАЕМОГО КЕРАМИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛАМИ включающая 70-80 мас.% монофракционного корунда фракций от 400 до 1000 мкм, 20-30 -Mac.% тонкодисперсного компонента, отличающаяся тем, что, с целью повыаения термостойкос.ти, она в качестве тонкодисперсного компонента содержит смесь совместного помола талька, электрокорунда и глины с размером зерен 4 мкм при сле- дующем соотношении компонентов в смеси, мас.%:

Тальк

Электрокорунд

Глина

1013435

Изобретение относится к области изготовления керамических материалов, а именно к получению термостойких керамических материалов, предназначенных для получения изделий, исполь- ,зуемых при фильтрации и аэрации различных сред в широком интервале температур в условиях резких температурных градиентов.

Известны составы шихт для получения пористых проницаемых керамичес- I0 ких материалов, на основе крупнодисперсного наполнителя и тонкодисперсной связующей P1).

Однако указанные материалы или не могут быть использованы в условиях 15 высоких температур или не обладают высокой проницаемостью.

Известна шихта для изготовления керамического материала, включающая

80-97 корунда фракции 1,15 мкм и

3-204 снязки, содержащей тальР, мел и глину Г2 ), Ввиду небольшого размера зерен корунда получаемая по известному способу керамика не может быть использована для изготовления проницаемах изделий. Кроме того, коэффициент термического расширения связки в известной шихте нелик и получаемый материал обладает невысокой термостойкостью.

Н ац более блйз кой пЬ технической сущности к предлагаемой является шихта для изготонления газопроницаемого керамического материала, включающая монофракционный корундоный наполнитсль фракцлй 400-10.0 мкм и тонкодисперсный компонент — тонкомолотый глинозем при соотношении компонентозр нес*% 50 50 — 80 20 3

I 40

Недостатком огнеупоров, изготовленных из известной шихты, является ненысокая термическая стойкость, что резко ограилчинает срок их службь-. н условиях больших температурных градиентов.

Ц лью изобретения является повышение термостойкости.

Поставленная цель достигается тем, что шихта для изготовления газопроницаемого керамического материала, включающая 70-80 мас.Ъ монофракционного корунда фракций от 400 да . 1000 мкм 20-30 мас.В тонкодисперсного компонента, н качестве тонкодисперсного компонента содержит смесь совместного помола талька, электрокорунда и глины с размером зерен

4 4 мкм при следующем соотношении компонентов в смеси, мас.Ъ:

Тальк 30-40 60

Элек трокорунд 5-20

Глина Остальное

В результате спекающего обжига, смесь совместного помола талька, электрокорунда и глины образует ма- 65.териал,кордиерит с. коэффициентом терl мического расширения много меньше, чем коэффициент терукческого расширения материала крупнодисперсного корунда 2,5-10 6 и 9.10 6 град- соответственно. Это ведет к образованию специфической микроструктуры материала вследствие создания при охлаждении микрозаэоров между зернами крупнодисперсного корунда и тонкодисперсной составляющей шихты.

Для получения исходной шихты к крупнодисперсному монофракционному корунду размер зерен 400-100 мкм) добавляют цонкодисперсную смесь совместного помола талька, электрокорунда и глины, проходящую через сито

10000 отв/см и образующую в процессе термической обработки богатую кордиеритом фазу.

Массу увлажняют, формуют при удельном давлении прессования 12,5

75 МПа. Иэделия сушат и обжигают при.

1340-1380ОС в течение 2-4 ч. В ходе обжига вокруг зерен корунда образуется оболочка из мелкодисперсной фазы, содержащей кордиерит. При охлаждении такого материала между зернами корунда и оболочкой из кордиерита вследствие разности коэффициентов термического расширения образуются микрозаэоры, позволяющие эерйам корунда при последующем нагревании практически свободно расширяться, не вызывая напряжений в изделии. Таким образом, повышение термостойкости обусловлено не только наличием

B качестве связки тонкодисперсной фазы с низким коэффициентом термического расширения, но и образованием специфической микроструктуры. Предел прочности при сжатии получаемой керамики 25-60 МПа, коэффициент газопроницаемости 27-31 мкм, термостойкость — 1200 С вЂ” вода — 16-20 теплосмен.

Пример 1. Готовят шихту для получения газопроницаемой керамики следующего состава, мас.%г

Корунд (размер зерна

400 мкм) 80

Смесь совместного ! помола 20 причем состав смеси, мас.В:

Тальк 30

Электрокорунд 5

Глина 65

Шихту унлажняют, формуют при удельном давлении 20 МПа, сушат и опекают при 1380ОC в течение 2 ч. Свойства полученной керамики приведены в таблице.

Пример 2. Готовят шихту для получения проницаемой керамики сле" дующего состава, мас.%:

Корунд (pa3Mep зерна

1000 мкм) 70, 1013435

Смесь совместногО помола 30 .причем состав смеси, мас.Ъ:

Тальк 35

Электрокорунд 13

Глина 52 5

Шихту увлажняют, формуют при удельном давлении 12,5 МПа, сушат и спекают при 1340 С в течение 3 ч. Свойства полученной керамики приведены в таблице. 10

Пример 3. Готовят шихту для получения проницаемой керамики следующего состава, мас.Ъ:

Термостойк сть, теплосмен

1200 — вода

Предел прочности при сжатии, Мпа

Коэффициент газопроницаемости, мкм

Материал

Известный

Предлагаемый пример 1 пример 2 пример 3

33

30

16

31

28 чить срок их эксплуатации по сравнению с известными, что ведет к сокращению затрат времени на замену, выходящих из строя проницаеьых керамических элементов, позволяет сократить их потребляемое количество,что, в свою очередь, ведет к экономии, труда и материалов при изготовлении проницаеьых огнеупорных иэ40 дел„й

Составитель Р. Малькова

Редактор Л. Волкова Техред М. Коштура Корректор О. Билак

Заказ 2933/32 Тираж 620 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Таким образом, термостойкость ма-. териалов из предлагаемой шихты существенно превышает термостойкость известной шихты, что делает материал перспективным для применения в условиях службы,связанных так с резкими статическими температурными градиентами, так и с термическими ударами.

Использование изделий из предлагаемых материалов позволяет увелиКорунд (размер зерна

630 мкм) 75

Смесь совместного . помола 25 причем состав тонкодисперсной связки, мас.Ъ: .

Тальк 40

Электрокорунд 5

Глина 55

Шихту увлажняют, формуют при удель ном давлении 25 МПа, сушат и опекают. при 1360 С в течение 4 ч. Свойства полученной керамики приведены в таблице.