Способ изготовления керамических изделий


C04B35/6261 - Формованные керамические изделия, характеризуемые их составом (пористые изделия C04B 38/00; изделия, характеризуемые особой формой, см. в соответствующих классах, например облицовка для разливочных и плавильных ковшей, чаш и т.п. B22D 41/02); керамические составы (содержащие свободный металл, связанный с карбидами, алмазом, оксидами, боридами, нитридами, силицидами, например керметы или другие соединения металлов, например оксинитриды или сульфиды, кроме макроскопических армирующих агентов C22C); обработка порошков неорганических соединений перед производством керамических изделий (химические способы производства порошков неорганических соединений C01)

Владельцы патента RU 2707618:

Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" (RU)

Изобретение относится к керамической и авиационной промышленности, а именно к изготовлению керамических изделий радиотехнического назначения. Предложенный способ изготовления керамических изделий включает измельчение сырья литийалюмосиликатного состава мокрым способом до получения шликера с параметрами плотности, тонины помола, рН, влажности и вязкости, формование изделий методом шликерного литья из водных шликеров в пористые формы и термообработку. При приготовлении шликера контроль в процессе помола в мельнице осуществляется несколько раз, при этом пробу шликера после контроля его параметров сушат и определяют в ней наличие оксида железа Fe2O3, не входящего в исходный состав сырья, что позволяет принять оперативные меры по предотвращению загрязнений шликера. Технический результат изобретения - улучшение качества керамических изделий за счёт исключения окрашивающих примесей. 2 пр.

 

Изобретение относится к керамической и авиационной промышленности, а именно к изготовлению керамических изделий радиотехнического назначения.

Известен способ получения изделий из шликеров литийалюмосиликатного стекла (патент Германии №19622522 С1, кл. С03С 10/12, 1998 г.), в котором получение водных шликеров включает сухой помол стекла при соотношении стекла к мелющим телам 1:2, отсев фракций заданного гранулометрического состава, смешивание данных фракций в требуемом соотношении с последующим введением в порошок воды, перемешивание смесей для получения шликера его стабилизации и последующей отливки изделий.

К недостаткам способа относятся многооперационность (сухой помол, выгрузка материала, отсев шаров, рассев порошков, загрузка порошков и т.д.), запыленность, высокая влажность суспензий, необходимая для достижения требуемой текучести, повышенная склонность суспензий к осаждаемости и загустеванию, что приводит к получению сравнительно невысокой плотности и прочности отливок, длительность сухого помола.

Известен способ получения изделий из спеченного стеклокристаллического материала литийалюмосиликатного состава (патент РФ №2170715, МПК C03C 10/12, C04B 35/19, опубл. 20.07.2001 г.), включающий измельчение материала мокрым способом до получения шликера с плотностью 1,97-2,05 г/см3, тониной помола с остатком на сите 0,063 мм 9-15% и рН 7,5-9,0, формование изделий методом шликерного литья из высокоплотных водных суспензий в пористые формы и термообработку.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является способ изготовления антенного обтекателя из стеклокерамики литийалюмосиликатного состава (патент РФ №2326094, МПК C04B 35/19, C04B 33/28, опубл. 10.06.2008 г.), включающий измельчение предварительно закристаллизованного стекла мокрым способом до получения шликера с рН 7,5-9,0, плотностью 2,10-2,20 г/см3, тониной помола с остатком на сите 0,063 мм 4-7%, формование изделий методом шликерного литья из водных суспензий в пористые формы и термообработку.

К недостаткам способа относится то, что в ряде изделий не допускается присутствие каких либо посторонних примесей. В то же время помол, как правило, осуществляется в шаровых мельницах, рабочая поверхность которых футерована материалами, попадание частиц которых в готовый шликер не критично для конечного продукта.

В процессе эксплуатации мельницы происходит разрушение части футеровки, которое нередко обнаруживается спустя некоторое количество помолов. При этом помолы продолжаются, шликер получает загрязнения, которые выявляются только через достаточно большое время (формование заготовок, их обжиг, при необходимости механическая обработка), на финальном этапе изготовления изделий.

Этот недостаток особенно существенен для керамических изделий радиотехнического назначения, в которых наличие металлических включений недопустимо. По данному параметру бракуется до 3% изделий прошедших финишную обработку.

Оба известных способа предусматривают получение водных шликеров мокрым способом, когда в шаровую мельницу одновременно загружаются измельчаемый материал, мелющие тела и вода. Такие способы позволяют получать уникальные свойства водных шликеров и обеспечивают формование заготовок различных габаритов. Ключевой операцией данных способов является контроль основных параметров полученных водных шликеров (плотности, тонины помола, рН, а также влажности и вязкости), что обеспечивает получение качественных изделий.

Задачей настоящего изобретения является улучшение качества керамических изделий.

Поставленная задача достигается тем, что предложен способ изготовления керамических изделий радиотехнического назначения, включающий измельчение сырья литийалюмосиликатного состава мокрым способом до получения шликера с параметрами плотности, тонины помола, рН, влажности и вязкости, формование изделий методом шликерного литья из водных шликеров в пористые формы и термообработку, отличающийся тем, что при приготовлении шликера контроль в процессе помола в мельнице осуществляется несколько раз, при этом пробу шликера после контроля его параметров сушат и определяют в ней наличие оксида железа Fe2O3, не входящего в исходный состав сырья, что позволяет принять оперативные меры по предотвращению загрязнений шликера.

Экспериментально установлено, что определение качественного и количественного элементного состава в образцах керамических изделий, полученных из высушенного шликера, методом рентгеноспектрального анализа позволяет оперативно определить наличие посторонних включений в шликере.

Установлено, что использование образцов изделий, полученных из высушенного шликера, оставшегося после контроля его параметров рентгеноспектральным анализом обеспечивает получение более объективной картины и позволяет принять оперативные меры по предотвращению загрязнений шликера. При этом следует отметить, что в процессе приготовления шликера с конкретными технологическими параметрами его контроль в процессе помола осуществляется несколько раз, что существенно повышает вероятность обнаружения посторонних включений.

Реализация предложенного способа с использованием стеклокерамики литийалюмосиликатного состава представлена на следующих примерах.

Пример 1. Изготовление керамических изделий радиотехнического назначения по прототипу.

Партию литийалюмосиликатного стекла, имеющего следующий химический состав SiO2 - 64,23; Al2O3 - 24,2; TiO2 - 5,5; Li2O - 3,9; ZnO - 1,1; ВаО - 1,0% весовых, способом мокрого измельчения в шаровых мельницах переработали в шликер, имеющий следующий разброс параметров: плотность 2,10-2,13 г/см3, содержание частиц 63-500 мкм 6,0-6,8%, рН 8,0-8,5. Помол осуществляли в шаровых мельницах объемом 500 л. Футеровка мельницы выполнена в виде корундовой плитки с содержанием Al2O3 больше 95% и размером 70×70×10 мм.

Контроль качества футеровки осуществляется методом осмотра внутренней поверхности мельницы через каждые 10 помолов. В случае отсутствия части плитки на поверхности металлического барабана осуществляется ее замена. При хорошем состоянии плитки мельница запускается на следующие 10 помолов.

Из полученного шликера методом шликерного литья из водных шликеров в пористые формы была отформована партия изделий радиотехнического назначения, которые впоследствии прошли термообработку.

После окончательной механической обработки у некоторых изделий были обнаружены различные цветные включения, которые не соответствуют требованиям, предъявляемым к данному типу продукции. Изделия были признаны браком. Брак по данному параметру составил 3,1%.

Анализ фрагментов материала с обнаруженными включениями, вырезанных из забракованных оболочек, показал, что включения представляют собой частицы оксида железа Fe2O3, которые могли попасть только в результате нарушения целостности футеровки мельницы и при продолжении помолов до обнаружения данного дефекта.

Пример 2. Изготовление керамических изделий радиотехнического назначения по предложенному техническому решению.

Аналогично приведенному в примере 1 способу с использованием стекла той же партии была изготовлена партия изделий радиотехнического назначения.

На этапе приготовления шликера был введен 100% контроль на наличие в шликере посторонних примесей, изначально отсутствующих в составе стекла, мелющих тел и футеровки мельницы.

Контроль осуществлялся методом рентгеноспектрального анализа. В 0,85% случаев в исследуемых образцах был обнаружен оксида железа Fe2O3, содержание которого в пробе находилось в пределах от 0,003 до 0,028%. В этом случае полученный шликер использовался для получения менее ответственных изделий, а мельница подвергалась досрочному осмотру.

Как показал результат осмотра внутренней поверхности мельницы, в 50% случаев обнаружения следов оксида железа Fe2O3 нарушение целостности футеровки было зафиксировано уже после 3 помола.

Окончательный брак на изделиях подконтрольной партии по включениям составил менее 0,5%.

Таким образом, из представленных выше примеров следует, что применение способа по предложенному техническому решению позволяет получать качественные керамические изделия.

Способ изготовления керамических изделий радиотехнического назначения, включающий измельчение сырья литийалюмосиликатного состава мокрым способом до получения шликера с параметрами плотности, тонины помола, рН, влажности и вязкости, формование изделий методом шликерного литья из водных шликеров в пористые формы и термообработку, отличающийся тем, что при приготовлении шликера контроль в процессе помола в мельнице осуществляется несколько раз, при этом пробу шликера после контроля его параметров сушат и определяют в ней наличие оксида железа Fe2O3, не входящего в исходный состав сырья, что позволяет принять оперативные меры по предотвращению загрязнений шликера.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к производству изделий из алмазных материалов, по технологии аддитивного формирования изделий из алмазных порошков различной дисперсности, и может быть использовано в горнорудной и электронной промышленности при производстве алмазных вставок для буровых головок, а также при получении элементов пассивной электроники (варисторов, термисторов и др.).

Изобретение относится к получению материалов с использованием самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, которые могут быть использованы для защиты от ионизирующего излучения.
Группа изобретений относится к связующему, которое содержит жидкое стекло и дополнительно фосфат или борат или оба, к способу послойного формирования форм и стержней (варианты).

Изобретение относится к области технологии получения керамики для изготовления диэлектриков конденсаторов, в т.ч. многослойных.

Изобретение относится к способу производства компонента из керамических материалов. Способ включает нанесение множества слоев на основной корпус с помощью трафаретной печати или шаблонной печати, причем слои сформированы из керамического материала, в каждом случае в определенном расположении один над другим, в виде пасты или суспензии, в которую включены порошкообразный керамический материал и связующее, при этом осуществляется формирование области внутри слоя, имеющего определенную толщину и геометрическую форму, из дополнительного материала, который может быть удален при термической обработке и который также наносят в виде пасты или суспензии с помощью трафаретной печати или шаблонной печати, нанесение на и/или формирование на керамическом слое перед нанесением дополнительного керамического слоя электрически функционирующих структур, состоящих из электропроводящего или полупроводящего материала, и спекание слоистой структуры при термической обработке, при этом происходит удаление дополнительного материала и образуется полость, имеющая определенные размеры по ширине, длине и высоте.

Изобретение относится к получению керамических сотовых структур для извлечения диоксида углерода или других газообразных химических соединений из газовых потоков или в качестве каталитических преобразователей.

Изобретение относится к области получения керамики на основе иттрий-алюминиевого граната (ИАГ), активированного редкоземельными элементами: эрбием или иттербием, используемой в качестве подложек для микросхем, оболочек натриевых ламп высокого давления, для изоляторов в термоэмиссионных преобразователях и в оптоэлектронике.

Изобретение относится к получению основных огнеупоров на углеродистой связке, которые могут быть использованы для футеровки кислородных конвертеров, дуговых электропечей и сталеразливочных ковшей.

Изобретение относится к производству проппанта - расклинивающих гранул, применяемых при добыче нефти и газа методом гидравлического разрыва пласта. Технический результат - вовлечение в производство проппанта различных видов исходных сырьевых материалов, в том числе техногенных отходов, и получение проппанта с кажущейся плотностью 2,2-3,0 г/см3.

Изобретение может быть использовано при изготовлении конструкций из композиционных материалов. Соединительный элемент полого герметичного изделия интегральной конструкции выполнен из УУКМ на основе низкомодульных углеродных волокон и содержит присоединительный концевой участок 1 и металлическую законцовку, снабженную сильфоном.

Изобретение относится к области технологии получения керамики для изготовления диэлектриков конденсаторов, в т.ч. многослойных.

Изобретение относится к получению керамических сотовых структур для извлечения диоксида углерода или других газообразных химических соединений из газовых потоков или в качестве каталитических преобразователей.

Изобретение относится к области получения керамики на основе иттрий-алюминиевого граната (ИАГ), активированного редкоземельными элементами: эрбием или иттербием, используемой в качестве подложек для микросхем, оболочек натриевых ламп высокого давления, для изоляторов в термоэмиссионных преобразователях и в оптоэлектронике.

Изобретение относится к области получения керамики на основе иттрий-алюминиевого граната (ИАГ), активированного редкоземельными элементами: эрбием или иттербием, используемой в качестве подложек для микросхем, оболочек натриевых ламп высокого давления, для изоляторов в термоэмиссионных преобразователях и в оптоэлектронике.

Группа изобретений относится к способу и машине для изготовления сырых изделий, сделанных по меньшей мере из одного материала, выбранного из керамических материалов и металлических материалов с использованием технологии аддитивных процессов.

Группа изобретений относится к способу и машине для изготовления сырых изделий, сделанных по меньшей мере из одного материала, выбранного из керамических материалов и металлических материалов с использованием технологии аддитивных процессов.

Изобретение относится к технологии получения соединений сложных оксидов со структурой граната, солегированных редкоземельными элементами, которые могут быть применены в технологии синтеза оптических керамических материалов лазерного качества при создании активных тел твердотельных лазеров различной геометрии.

Изобретение относится к технологии получения соединений сложных оксидов со структурой граната, солегированных редкоземельными элементами, которые могут быть применены в технологии синтеза оптических керамических материалов лазерного качества при создании активных тел твердотельных лазеров различной геометрии.

Изобретение относится к области получения наноструктурированных порошков твердых растворов на основе иттрий-алюминиевого граната, легированных редкоземельными элементами для производства керамики, используемой в качестве активной среды твердотельного лазера, термостойкого высокотемпературного электроизоляционного материала, окон или линз в оптических приборах, оптических элементах в ИК области спектра.

Изобретение относится к области получения наноструктурированных порошков твердых растворов на основе иттрий-алюминиевого граната, легированных редкоземельными элементами для производства керамики, используемой в качестве активной среды твердотельного лазера, термостойкого высокотемпературного электроизоляционного материала, окон или линз в оптических приборах, оптических элементах в ИК области спектра.

Настоящее изобретение относится к беспористой керамике, которую можно использовать как стабильные по размерам подложки в областях, которые подвергаются градиентам температуры, например при производстве полупроводников.

Изобретение относится к керамической и авиационной промышленности, а именно к изготовлению керамических изделий радиотехнического назначения. Предложенный способ изготовления керамических изделий включает измельчение сырья литийалюмосиликатного состава мокрым способом до получения шликера с параметрами плотности, тонины помола, рН, влажности и вязкости, формование изделий методом шликерного литья из водных шликеров в пористые формы и термообработку. При приготовлении шликера контроль в процессе помола в мельнице осуществляется несколько раз, при этом пробу шликера после контроля его параметров сушат и определяют в ней наличие оксида железа Fe2O3, не входящего в исходный состав сырья, что позволяет принять оперативные меры по предотвращению загрязнений шликера. Технический результат изобретения - улучшение качества керамических изделий за счёт исключения окрашивающих примесей. 2 пр.

Наверх