Комплексная связка для формования изделий из непластичных керамических порошков

Авторы патента:

Торосян Карен Саркисович (RU)

Андреев Валерий Георгиевич (RU)

Пак Чир Ген (RU)

C04B35/632 - органические добавки

Владельцы патента RU 2637252:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пензенский государственный университет" (ФГБОУ ВО "Пензенский государственный университет") (RU)

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам формования изделий из непластичных керамических порошков с использованием пластифицирующих добавок, и может быть использовано при производстве изделий из карбидокремниевых материалов. Технический результат изобретения - уменьшение потерь давления на трение о стенки пресс-формы и износа пресс-форм при формовании изделий. Указанный результат достигается тем, что комплексная связка для формования изделии из непластичных керамических порошков, содержащая парафин, олеиновую кислоту и бензин, дополнительно содержит касторовое масло при следующем соотношении компонентов, мас. %: парафин 7-10, олеиновая кислота 0,2-1,0, касторовое масло 2-8, бензин – остальное. 1 табл.

Известно применение связок на основе парафина, церезина, полиэтилена и воска для формования керамических изделий [1]. Недостатком этих связок является необходимость введения большого количества связки (до 15 мас. %) для придания необходимой формуемости. В результате наблюдается большая усадка изделий при спекании вследствие выгорания большого количества парафина. Кроме этого при нагревании парафин плавится и увеличивается в объеме на 13%, что может привести к растрескиванию заготовок.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является связка, содержащая мас. %, парафин 5,7-10,2, низкомолекулярный полиизобутилен 1,0-1,6, олеиновая кислота 0,5-1,0, бензин 28,0-38,0, ксилол или толуол 52,0-62,0 [2]. Содержание парафина в данной связке не превышает 10,2 мас. %, что обеспечивает снижение усадки и растрескивания заготовок при спекании. Однако известная связка не обеспечивает эффективное снижение потерь давления на трение о стенки пресс-формы и износа пресс-форм при формовании методом прессования.

Цель изобретения - уменьшение потерь давления на трение о стенки пресс-формы и износа пресс-форм при формовании изделий. Поставленная цель достигается тем, что комплексная связка для формования изделии из непластичных керамических порошков, содержащая парафин, олеиновую кислоту и бензин, отличается тем, что, с целью уменьшения потерь давления на трение о стенки пресс-формы и износа пресс-форм при формовании методом прессования, связка дополнительно содержит касторовое масло при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Парафин	7-10
Олеиновая кислота	0,2-1,0
Касторовое масло	2-8
Бензин	- остальное

Изобретение основано на введении в бензиновый раствор парафина комплексной добавки, содержащей олеиновую кислоту и касторовое масло, при их определенном соотношении, обеспечивающем снижение потерь давления на трение о стенки пресс-формы и износа пресс-форм при прессовании изделий при сохранении на высоком уровне механической прочности прессовок. В предлагаемом сочетании парафин склеивает частицы порошка, обеспечивая необходимую механическую прочность прессовок.

Олеиновая кислота и касторовое масло снижают межчастичное трение и трение о стенки пресс-формы в процессе прессования, что уменьшает скорость износа пресс-форм, повышает однородность распределения плотности в прессовках сложной формы, исключает прессовочные трещины. Особенности осуществления способа описаны в примере, приведенном ниже.

Пример. Расчетные количества расплавленного парафина марки П-1 ГОСТ 23683-89 и бензина перемешивают до полного растворения парафина, после чего добавляют при перемешивании олеиновую кислоту ГОСТ 3652 - 69 "ч" и касторовое масло ГОСТ 6691-77 "ч". Полученную связку вводят в порошок карбида кремния с размерами частиц 10 мкм и сажи в количестве 20 мас. % перемешивают в бегунковом смесителе и просеивают через металлическую сетку с размером ячейки 0,5 мм.

Полученный пресс-порошок подсушивают до остаточного содержания бензина (0,5-2,7%). Для сравнения приготавливали связку согласно прототипу с использованием низкомолекулярного полиизобутилена марки П-20 ТУ 38.303-02-99-99 и нефтяного ксилола ГОСТ 9410-78.

Характеристики пресс-заготовок в виде колец 20×10×16, полученных прессованием при давлении 100 МПа, и скорость износа знака пресс-формы, приведены в табл. 1. Там же приведены составы использованных комплексных связок, находящиеся по соотношению компонентов как в пределах изобретения, так и выходящие за его пределы.

Как следует из сравнения данных, приведенных в таблице, предлагаемая комплексная связка (составы 2-4, таблицы) по сравнению с прототипом обеспечивает для керамических порошков карбида кремния увеличение плотности пресс-заготовок до 2,05-2,22 г/см³ и снижение износа знака пресс-форм соответственно до 19,1-20,2 мкг/цикл.

При выходе соотношения компонентов комплексной связки за пределы изобретения (составы 1,5, табл. 1) возрастают потери давления на трение о стенки пресс-формы, что приводит к снижению плотности заготовок и повышению скорости износа пресс-форм.

Использование предлагаемой комплексной связки при производстве изделий из карбида кремния позволяет снизить себестоимость изделий за счет повышения стойкости пресс-форм, улучшения эксплуатационных параметров и повышения выхода годных изделий.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №308988, кл. С04В 35/28, 1971 г.

2. Авторское свидетельство СССР №724473, кл. С04В 35/00, 1980 г.

Комплексная связка для формования изделий из непластичных керамических порошков, преимущественно карбидокремниевых, содержащая парафин, олеиновую кислоту и бензин, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения потерь давления на трение о стенки пресс-формы и износа пресс-форм при формовании методом прессования, связка дополнительно содержит касторовое масло при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Парафин	7-10
Олеиновая кислота	0,2-1,0
Касторовое масло	2-8
Бензин	- остальное

Изобретение относится к области получения высокопрочной керамики алюминат-литиевого класса на основе оксида циркония. может использоваться для изготовления лопаток газовых турбин и блоков цилиндров двигателей внутреннего сгорания и т.п.

Способ получения ультравысокотемпературного керамического композита mb2/sic, где m = zr, hf // 2618567

Изобретение относится к технологии получения окислительно-стойких ультравысокотемпературных керамических композиционных материалов состава MB2/SiC, где М=Zr и/или Hf с нанокристаллическим карбидом кремния, которые могут быть использованы в качестве окислительно-, химически- и эрозионно-стойких материалов в потоках воздуха при температурах выше 2000°С, для создания авиационной, космической и ракетной техники, отопительных систем, теплоэлектростанций, а также в технологиях атомной энергетики, в химической и нефтехимической промышленности.

Способ получения композиционного порошка mb2-sic, где m=zr, hf // 2615692

Изобретение относится к неорганической химии и неорганическому материаловедению, конкретно к получению порошковых материалов состава MB2-SiC, где М = Zr, Hf, содержащих нанокристаллический карбид кремния.

Проппант и способ получения проппанта // 2559266

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, а именно к производству проппантов для гидроразрыва пласта. В способе получения проппанта, используемого при добыче нефти и газа, из измельченного алюмосиликатного сырья и связующего, включающем предварительный обжиг алюмосиликатного сырья, его помол и гранулирование при введении связующего в смеситель-гранулятор, сушку полученных гранул, их рассев и обжиг, охлаждение обожженных гранул и рассев их на товарные фракции, алюмосиликатное сырье измельчают до среднего размера 3-5 мкм, подвергают его сепарации с выделением фракции менее 1,0 мкм, при этом используют фракцию более 1,0 мкм для грануляции, а фракцию менее 1,0 мкм - для получения связующего смешением с 3%-ным водным раствором органического связующего карбоксиметилцеллюлозы, или метилцеллюлозы, или лигносульфонатов технических.

Сырье и способ получения сырья // 2477261

Изобретение относится к получению сырья для производства керамических изделий с положительным температурным коэффициентом электрического сопротивления (ПТК-керамики) методом инжекционного формования.

Способ изготовления стеновых керамических изделий // 2376264

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано при производстве пустотело-пористых керамических кирпичей, камней, блоков и т.д. .

Шликер для магнитотвердых ферритовых пленок // 2164902

Изобретение относится к технологии магнитотвердых ферритов и может быть использовано при изготовлении пленочных магнитов. .

Состав массы углеродсодержащих огнеупоров // 2145584

Изобретение относится к технологии изготовления углеродсодержащих огнеупоров на основе тугоплавких оксидов или карбида кремния и может быть использовано в огнеупорной и металлургической промышленности.

Керамическая шликерная композиция и способ ее приготовления // 2139266

Изобретение относится к керамическим однородным суспензиям керамического порошка и способу их приготовления. .

Связка для изготовления вакуумплотной керамики методом шликерного литья // 1694546

Изобретение относится к материалам для электронной техники, в частности для корундовой керамики, используемой для изготовления пассивной части гибридных интегральных схем (ГИС).

Способ измельчения смеси карбоната стронция и оксида железа в производстве гексаферритов стронция // 2637703

Изобретение относится к технологии магнитотвердых ферритов и может быть использовано при изготовлении гексаферритов стронция. Технический результат - повышение коэрцитивной силы по намагниченности гексаферрита стронция больше 235 кА/м и повышение активности при измельчении смеси исходных ферритообразующих компонентов в производстве гексаферрита стронция. Проводят мокрое измельчение стехиометрической смеси карбоната стронция и оксида железа в среде, содержащей полиакриловую кислоту, триэтаноламин, изопропиловый спирт и олеиновую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас. %: полиакриловая кислота 0,2-0,6, триэтаноламин 0,2-0,6, изопропиловый спирт 2,0-5,0, олеиновая кислота 0,1-0,5, вода 28-45, стехиометрическая смесь карбоната стронция и оксида железа – остальное. 1 табл., 3 пр.

Способ измельчения смеси карбоната стронция и оксида железа в производстве гексаферритов стронция // 2637705

Изобретение относится к технологии магнитотвердых ферритов и может быть использовано при изготовлении гексаферритов стронция. Технический результат - повышение активности при измельчении смеси исходных ферритообразующих компонентов, обеспечивающее снижение температуры синтеза и повышение коэрцитивной силы по намагниченности гексаферрита стронция больше 235 кА/м. Мокрое измельчение стехиометрической смеси карбоната стронция и оксида железа проводят в среде, содержащей карбонат кальция, полиакриловую кислоту, изопропиловый спирт и олеиновую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.%: полиакриловая кислота 0,2-0,6, изопропиловый спирт 4,0-10,0, олеиновая кислота 0,1-0,5, вода 28-45, стехиометрическая смесь карбоната стронция и оксида железа - остальное. 1 табл., 3 пр.

Способ измельчения смеси карбоната стронция и оксида железа в производстве гексаферритов стронция // 2638069

Изобретение относится к технологии магнитотвердых ферритов и может быть использовано при изготовлении гексаферритов стронция. Технический результат - повышение активности при измельчении смеси исходных ферритообразующих компонентов, обеспечивающее снижение температуры синтеза и повышение коэрцитивной силы по намагниченности изделий из гексаферрита стронция больше 235 кА/м. Проводят мокрое измельчение стехиометрической смесь карбоната стронция и оксида железа в среде, содержащей полиакриловую кислоту, касторовое масло, изопропиловый спирт и олеиновую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.%: полиакриловая кислота 0,2-0,6, касторовое масло 0,5-2,0, изопропиловый спирт 2,0-5,0, олеиновая кислота 0,1-0,5, вода 28-45, стехиометрическая смесь карбоната стронция и оксида железа - остальное. 1 табл., 3 пр.

Способ получения карбида кремния // 2642660

Изобретение относится к технологии получения карбида кремния для изготовления приборов СВЧ-техники, оптоэлектроники и силовой техники. Карбид кремния получают из шихты, содержащей нанопорошки кремнийсодержащего (SiO, SiO2, H2SiO3) и углеродсодержащего (углевод общей формулы Cn(H2O)m, где n≥12; m=n-1, многоатомный спирт общей формулы CnH2n+2On, где n≥2, альдегидные либо кетонные производные многоатомных спиртов общей формулы (CH2O)n, где n≥3 компонентов, приготовленной в деионизованной воде, с последующим ступенчатым нагревом в три стадии: до температуры 145-195°C с выдержкой 1,5-3 ч, до 800-1000°C с выдержкой 0,4-1 ч и до 1450-1650°C с выдержкой в течение 1-1,5 ч. Получают порошок карбида кремния белого цвета высокой чистоты - 1⋅10-5 ат.% с выходом годного продукта порядка 80-85%. 3 пр.

Способ изготовления корпуса двухрезонаторного моноблока полосно-пропускающего фильтра // 2643381

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано при изготовлении полосно-пропускающих фильтров (ППФ). Для изготовления корпуса двухрезонаторного моноблока полосно-пропускающего фильтра получают порошковую смесь LaAlO3 в количестве 30-40 мас. % и CaTiO3 - остальное. Добавляют в полученную смесь пластификатор, выбранный из группы, включающей в себя стеарин, парафин и пчелиный воск, в количестве 7,0-8,9 мас. %. Льют готовую смесь под давлением и отжигают полученную заготовку в две стадии. Предварительную стадию проводят при температуре 100-300°C в течение 2-4 часов, а окончательную стадию - при температуре 1300-1500°C в течение 4 часов. Изобретение обеспечивает повышение термической стабильности и снижении уровня диэлектрических потерь ППФ при сохранении коэффициента прямоугольности на уровне, достаточно низком для обеспечения высокой селективности ППФ, а также повторяемость радиотехнических параметров при серийном изготовлении ППФ. 3 пр.

Способ измельчения смеси карбоната стронция и оксида железа в производстве гексаферритов стронция // 2645192

Изобретение относится к технологии магнитотвердых ферритов и может быть использовано при изготовлении гексаферритов стронция. Технический результат - повышение активности при измельчении смеси исходных ферритообразующих компонентов в производстве гексаферрита стронция, что обеспечивает повышение коэрцитивной силы по намагниченности гексаферрита стронция больше 235 кА/м за счёт снижения температуры синтеза и обжига. Мокрое измельчение стехиометрической смеси карбоната стронция и оксида железа проводят в среде, содержащей щавелевую кислоту, октанол, изопропиловый спирт и олеиновую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.%: щавелевая кислота 0,2-0,6, октанол 0,1-0,4, изопропиловый спирт 2,0-5,0, олеиновая кислота 0,1-0,5, вода 28-45, стехиометрическая смесь карбоната стронция и оксида железа - остальное. 3 пр., 1 табл.

Способ получения композиционных керамических изделий на основе нитрида кремния // 2647540

Изобретение относится к области получения композиционных керамических изделий и может быть использовано в строительстве или промышленности, в частности в термонагруженных местах энергетических установок. В соответствии с заявленным способом получения изделий на основе нитрида кремния готовят матричную дисперсию на основе парафина и нитрида кремния, нагревая её до жидкой фазы, проводят вощение длинного волокна из кремниевых соединений, затем формуют заготовки заданной формы и с заданными прочностными свойствами с помощью универсальной печатающей установки, обеспечивающей необходимое геометрическое соединение матрицы и волокон с помощью пултрузионно-инжекционной фильеры. В процессе получения заготовки с помощью установки изменяют угол наклона волокна в соответствии с заданием как от слоя к слою, так и внутри одного слоя, обеспечивая контролируемое послойное моделирование заготовки. После полного остывания заготовки освобождаются от парафина путем двухэтапной прокалки вначале в адсорбенте с нагревом до 200оС, а затем на воздухе с нагревом до 600оС, после чего их помещают в герметизированную печь и осуществляют реакционное спекание нитрида кремния при температуре до 1400оС и давлении азота до 0,5 атм. Технический результат изобретения – обеспечение возможности производительного моделирования при получении композитных изделий с требуемыми физико-техническими свойствами. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.