Способ получения керамического материала

 

Изобретение относится к технической керамике и может быть использовано при изготовлении изделий как для металлургии и машиностроения, так и специального назначения. Целью изобретения является повышение прочности и термостойкости материала при одновременном снижении его пористости. Для этого муллитокремнеземистое волокно сначала измельчают в водной среде до частиц размером 50 - 500 мкм, затем сушат и обрабатывают в течение 1 - 2 ч при 19 - 24°С добавкой этилсиликата. После чего смешивают с компонентами массы при следующем соотношении, мас.%: корунд - основа, муллитокремнеземистое волокно 19,0 - 40,0

борная кислота 0,1 - 4,0

этилсиликат - 1,0 - 2,0, причем отпрессованные и высушенные изделия сначала термообрабатывают при 1580°С в инертной защитной среде, а затем при 1650±50°С в окислительной среде. Пористость полученного материала 2 - 9%, предел прочности при сжатии 85 - 102 МПа, термостойкость (1300°С - вода), 50 циклов без разрушения. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 04 В 35/18, 35/80

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4728653/33 (22) 07.08.89 (46) 30.08,91. Бюл, № 32 (71) Харьковский политехнический институт им. В.И.Ленина (72) В,В, Макаренко, Г.Д. Семченко, В.А. Смирнов, Л.Д. Зобина. А.Н. Тарасов и В.В. Деженин (53) 666.763.(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1231037, кл. С 04 В 35/10, 1986.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1065377, кл, С 04 В 35/10, 1984.

Авторское свидетельство СССР

¹ 814980, кл. С 04 В 35/18, 1970. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА (57) Изобретение относится к технической керамике и может быть использовано при изготовлении иэделий как для металлургии и машиностроения, так и специального наИзобретение относится к технической керамике и может быть использовано при изготовлении изделий для металлургии, машиностроения, а также специального назначения.

Цель изобретения — повышение прочности и термостойкости материала при одновременном снижении его пористости.

Нанесение на поверхность алюмосиликатного (муллитокремнеэемистого) волокна этилсиликата способствует предохранению волокна от разрушения и рекристаллиэации в процессе обжига. Это происходит в результате образования на поверхности во„„Я2„„1673565 А1 значения, Цель изобретения — повышение прочности и термостойкости материала при одновременном снижении его пористости.

Для этого муллитокремнеземистое волокно сначала измельчают в водной среде до частиц размером 50 — 500 мкм, затем сушат и обрабатывают в течение 1 — 2 ч при 19 — 24 С добавкой этилсиликата. После этого смешивают с компонентами массы при следующем соотношении, мас.,. корунд — основа, муллитокремнеземистое волокно 19,0 — 40,0; борная кислота 0,1 — 4,0; этилсиликат 1,02,0; причем отпрессованные и высушенные изделия сначала термообрабатывают при

1580 C в инертной защитной среде, а затем при 1650 + 50 С в окислительной среде.

Пористость полученного материала 2 — 9, предел прочности при сжатии 85-102 МПа, термостойкость (1300 С вЂ” вода) 50 циклов без разрушения. 2 табл. локна тонкого слоя химически активного аморфного SiOz, образующего при обжиге совместно с В20э борной кислоты расплав повышенной вязкости, тем самым волокно предохраняется от разрушения и сохраняются его армирующие свойства. Дополнительная муллитиэация связующей массы при взаимодействии расплава с А120з при обжиге в указанных средах и температурах увеличивает термостойкость изделий.

Предлагаемый режим подготовки муллитокремнеземистого волокна путем предварительного помола в водной среде до частиц длиной 5 — 500 мкм, сушки и обработ1673565 ки в течение 1 — 2 ч при 19 — 24 С раствором этилсиликата, а также обжиг изделий первоначально в инертной защитной среде (1580 С) способствует сохранению армирующих свойств волокна, закрепляя на его поверхности тонкий слой вторичного муллита, образующегося при муллитизации расплава. Последующий обжиг в окислительной среде (1650 С) завершает спекание корундового материала и формирует его структуру как конструкционного материала, армированного волокнами, повышающими его термостойкость.

Технология изготовления материала заключается в следующем, Электрокорунд фр. менее 0,06 мм смешивают с муллитокремнеземистым волокном (предварительно измельченным и обработанным этилсиликатом, который обладает способностью равномерно распределяться по поверхности волокна и проникать в микродефекты). Борную кислоту добавляют в смесь в виде порошка. Шихту тщательно перемешивают, а затем соединяют с временным связующим. Оформление изделий осуществляют на гидравлических прессах с удельным давлением прессования 100-250 Mila. После сушки по обычным режимам изделия обжигают в две стадии (1580 С вЂ” инертная среда, 1650 С— окислительная).

Способ получения материала указан в табл. 1, Составы шихт и свойства обожженных изделий по примерам приведены в табл. 2.

5 Формула изобретения

Способ получения керамического материала, включающий смешивание оксида алюминия, муллитокремнеземистого волокна, этилсиликата и добавки, формование

10 заготовок, сушку и обжиг при 1580 й50 С, % отличающийся тем, что. с целью повышения прочности, термостойкости материала при одновременном снижении пористости, в качестве оксида алюминия

15 используют корунд, а в качестве добавки— борную кислоту, причем вначале измельчают муллитокремнеэемистое волокно до частиц длиной 50-500 мкм, сушат его и обрабатывают этилсиликатом при 19-24 С

20 в течение 1 — 2 ч, после чего вводят остальные компоненты при следующем их соотношении, мас. .

Муллитокремнеземистое волокно 19,0 — 40,0

25 Этилсиликат 1,0-2,0

Борная кислота 0.1-4,0

Корунд Остальное обжиг ведут в инертной атмосфере и проводят дополнительную термообработку при

ЗО 1650 + 50 С в окислительной среде.

1673565

Размер частиц волокна после измельчения, мкм

500

100

Условий обработки волокна этилсиликатом:

19

1,5 в инертной защитной среле в окислительной

102

50

50

58,9

67

Корунд

29,5

Муллитокремнеземистое волокно 40

4,0

2,0

0,1

1,5

1,0

2,0

Составитель Н, Соболева

Редактор М. Петрова Техред М.Моргентал Корректор Т, Колб

Заказ 2895 Тираж 440 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 о температура, С время, ч

Температура обжига, С:

Предел прочности при сжатии, МПа

Термостойкость (1300 С вода), цикл

Борная кислота

Этилсиликат

Пористость, Х

1530 1580 1630

1650 1700 1600