Шихта для изготовления керамических изделий

 

Изобретение относится к производству специальной технической керамики и может быть использовано для изготовления прочной облегченной брони. Сущность изобретения заключается в том, что шихта для изготовления керамических изделий, включающая, мас. %: глинозем 68 - 88; диоксид титана 1 - 1,8; кальций углекислый в пересчете на СаО 0,2 - 1; дополнительно содержит керамическую связку К5ПГ или К43ПГ в количестве 10 - 30. Шихту получают смешиванием компонентов сухим способом в смесителях известного типа. Изделия из шихты получают методами полусухого прессования или шликерного литья с последующим обжигом при 1200 - 1350^oС в окислительной среде. 3 табл.

Изобретение относится к производству специальной технической керамики и может быть использовано для изготовления прочной облегченной брони.

Известна шихта для изготовления керамического материала, содержащая глинозем, фтористый кальций, тальк, углекислый марганец (ГДР, патент 107010) при следующем соотношении компонентов, мас. %: глинозем 89-95; фтористый кальций 0,5-2,0; тальк 4,0-8,0; углекислый марганец 0,5-1,0. Керамика, изготовленная из этой шихты и спеченная при температуре спекания 1500-1540^oC, имеет кажущуюся плотность 3,63-3,67 г/см³, прочность на изгиб - 210-240 мПа. Недостатком такой керамики является высокая температура спекания и относительно высокая удельная масса спеченных компактных пластин, что приводит к высокому весу бронеконструкций.

Известна шихта для изготовления керамических изделий (СССР, авт. св. 1219569), содержащая глинозем, глину, доломит, диоксид титана при следующем соотношении компонентов, мас.%: глинозем 70-77; глина 9-16; доломит 3-5; диоксид титана 6-12. Керамический материал, изготовленный из этой шихты, спеченный при 1380^oC, имеет плотность 3,0-3,19 г/см³, прочность на изгиб - 54,6-57 мПа. Недостатком этого материала является его невысокая прочность.

Известна шихта для изготовления керамических изделий (ГДР, патент 242221), выбранная авторами в качестве прототипа, как наиболее близкая по технической сущности, содержащая 0,5-5,0 мас.% добавки эвтектического состава системы оксида кальция и диоксида титана, т.е. соотношение CaO/TiO₂ = 3,58-4,41, остальное - оксид алюминия. Керамический материал, изготовленный из этой шихты, обладает высокой прочностью 300 мПа. Недостатком этого материала является высокая удельная масса 3,82-3,87 г/см² и относительно высокая температура спекания 1400-1500^oC.

Целью данного изобретения является устранение указанных недостатков, а именно: понижение удельной массы до величин, не превышающих 3,4 г/см³, понижение температуры спекания до температуры не более 1350^oC, обеспечивая при этом получение беспористого (открытая пористость не более 0,05%) материала прочностью не менее 180 мПа.

Цель достигается путем ввода в шихту, включающую глинозем, диоксид титана, углекислый кальций, дополнительно керамической связки К5ПГ или К43ПГ при следующем соотношении компонентов, мас.%: Глинозем марки ГН - 68-88 Титана диоксид - 1-1,8 Кальций углекислый в пересечена на CaO - 0,2-1 Связка К5ПГ или К43Пг - 10-30.

Составы связок приведены в табл. 1 Приведенные связки применяются в абразивной промышленности.

Использование керамической связки как компонента шихты для изготовления керамических изделий неизвестно. Керамические связки имеют коэффициент термического расширения, близкий по своему значению к термическому коэффициенту корунда, что исключает появление термических трещин в материале при большом содержании в нем этой связки.

Нижний концентрационный предел керамической связки выбран с точки зрения получения керамики с удельной массой не более 3,4 г/см³, так как уменьшение содержания связки повышает кажущуюся плотность спеченной керамики, а верхний, с точки зрения получения прочности керамики, не менее 180 мПа, так как дальнейшее увеличение концентрации связки приводит к снижению прочностных характеристик.

Шихту готовят путем смешивания компонентов сухим способом в смесителях известного типа. Изделия из шихты получают методами полусухого прессования или шликерного литья с последующим обжигом при 1200-1350^oC в окислительной среде. При этом получаемый из этой шихты керамический материал имеет плотность 3,0-3,4 г/см³, прочность на изгиб - 180-230 мПа. Составы предлагаемых шихт приведены в табл. 2.

Физико-химические показатели керамических материалов, полученных из предлагаемых шихт, приведены в табл. 3.

Применение керамического материала, приготовленного из предлагаемых шихт, при изготовлении керамических вкладышей в защитных конструкциях, позволяет при сохранении защитной способности конструкций уменьшить их вес на 20-30%.

Формула изобретения

Шихта для изготовления керамических изделий, включающая глинозем, диоксид титана, кальций углекислый, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит керамическую связку К5ПГ или К43ПГ при следующем соотношении компонентов, мас.%: Глинозем - 68 - 88 Диоксид титана - 1,0 - 1,8 Кальций углекислый в пересчете на CaO - 0,2 - 1,0
Керамическая связка К5ПГ или К43ПГ (ТУ 2-036-984-86) - 10 - 30м

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2