Способ получения керамического материала

Способ получения керамического материала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сокзэ Советскик

Социалистических

Республик

<1>958398 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 211180 (21) 3006701/29-33 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Опубликовано 1509.82. Бюллетень ¹ 34

151) М Кп з

С 04 В .41/04

С 04 В 35/18

Государственный комитет С С С P ио делам изобретений и открытий

t$3) УДК 666. 763...51(088.8) Дата опубликования описания 150982 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО

MATEPHAJIA

Изобретение относится к техноло= гии получения конструкционных керамических материалов,. работающих при высокой температуре,.и может быть использовано в металлургической и, других отраслях протыаленности.

Муллитовая керамика обладает высокими рочностными характеристиками до температуры 1300-1400 С, высокой устойчивостью к агрессивным средам, инертностью к керамическим и металлическим порошкам и может быть использована при изготовлении, например, штампов, работающих при высокой температуре.

Для изготовления вышеуказанных штампов необходимо изготовление деталей с большой точностью, сложной

Фор" обл дщ"х высоки " прочно"- 20 ными характеристиками при высокой .температуре.

Известен способ получения иэделий иэ муллита методом формования порошков на связующем с последующим обжигом.

Для получения более плотных заготовок шихту перед формованием виброуплотняют.

По данному способу для получения крупногабаритных Эаготовок необходимо сложное, мощное прессовое оборудование, и невозможно получить иэделия сложной фориы.

Наиболее близким решением к предлагаемому является способ получения керамического материала, включающий приготовление водной суспензии муллита с добавкой жидкого щелочного стекла, стабилизацию, формование заготовки шликерным литьем и обжиг.

Недостатком известного способа по-. лучения материала из муллита является значительная усадка (до 6Ъ) материала в процессе обжига, приводящая к деформации заготовок с изменением геометрических размеров. Кроме того, материал обладает недостаточной механической прочностью, и пористость сохраняется вплоть до 1600 С.

При добавлении в шихту крупнозернистых фракций муллита или электрокорунда получают материал с низкой усадкой, но высокой пористостью— до 20%, и низкой механической прочностью

Цель изобретения - повышение плотности и прочности изделий, снижение усадки при обжиге.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения керамического материала, включакще-.

958398

Муллитовая керамика по прототипу

Свойство

3 05

О.

3,00

0,5

0,5

145

150 му приготовление водной суспенэии муллита с добавкой жидкого щелочного стекла, стабилизацию, формование заготовки шликерным литьем и обжиг, заготовку после формования пропитывают олигометилгидридсилазаном.

Формула структурного звена олигометилгидридсилаэана.

CH СН .

Ъ

51 — N-5i1

Н Н И, где о=10,5.

Олигометилгидридсилазан представляет собой жидкость светло-серого 15 цвета с плотностью 1,0-1,2 г/см, э не токсичен, слабо гидролизуется на воздухе с выделением аммиака, растворяется в органических растворителях: толуоле., ксилоле, гексане, бензине Е и .др., при термообработке в окислитель. ной атмосфере при температурах свыше

600 С окисляется до 5 i Og .

Способ осуществляют следующим об.разом. 25

Муллит с размером гранул менее 5 мч загружают в шаровые мельницы. При этом в состав шихты вводят 0,040,08% натриевого или калиевого жидкого стекла. В процессе помола содер- З0 жание твердой фракции суспензии увеличивают с 75-82% до 84-883. Помол производят 32-46 ч до грансостава: до

5 мкм 30-50%.; 5-50 мкм 30-62%, 50100 мкм 8-20%. После стабилизации перемешиванием суспензию заливают в водоотсасывающив форьы. Для получения плотного, прочного, с малыми усадками материала заготовки после шликерного литья пропитывают олигометилгидридсилазаном,.а затем обжигают в окислительной атмосфере.

Пропитку осуществляют одним иэ известных способов: погружением в олигомер при атмосферном давлении или с предварительным вакуумированием 3a-, 4> готовки, или под давлением, или под давлением с предварительным вакуумироваиием заготовки. Время пропитки зависит от условий проведения пропитки и составляет 1-6 ч.на 1 мм 50 толщины заготовки. Пропитку осущестПлотность, г/см 2,83

Пористость открытая,Ъ 4

Усадка .после обжига,В 4

Прочность при поперечном изгибе, МПа 120 вляют при 15-100 С. С увеличением температуры от 15 до 100 С время пропитки сокращается. В процессе термообработки олигометилгидридсилаэан окисляется до 5iO<, при этом водородные радикалы замещаются на кислород воздуха, и потери веСа не происходят, неорганический остаток полимера около 100 . Образовавшаяся высокоактивная двуокись кремния заполняет поры керамики, а также взаимодействует с муллитом, смещая соотнсшение АI Oq/5iОт в сторону увеличения кремнезема.

Обжиг пропитанной заготовки проводят при 1400-1600 С..Подъем температуры не выше 3 С/мин.

Пример 1. Йуллит фракции

С5 мм с 0,08% жидкого натриевого стекла размалывают в шаровой мельнице с соотношением муллита к .шарам 1:4 в течение 46 ч,.доводят концентрацию твердой фазы до 88%

Литьем в гипсовые формы получают заготовку, пропитывают олигометилгидридсилаэаном погружением в олигомер при 20 С комнатной температуры и времени пропитки из расчета 6 ч на 1 мм толщины заготовки. Пропитанную заготовку обжигают в.окислительной атмосфере при 1580 С в течение 4-х ч. Скорость подъема температуры 1 С/мин.

Пример 2. Муллит фракции

<5 мм с 0,08% жидкого натриевого стекла размалывают в шаровой мельнице с соотношением И.:Ш=1:3 в течение

32 ч, доводят концентрацию твердой фазы до 84%. Литьем в гипсовые формы получают заготовку, пропитывают олигометилгидридсилаэаном под давлением

2 атм с предварительным вакуумированием заготовки при 100 С и времео ни пропитки из расчета 1 ч на 1 мм толщины" заготовки. Пройитанную заготовку обжигают в окислительной атмосфере при 1580 С в течение 4 ч.

Скорость подъема температуры 1 С/мин.

Свойства керамики иэ муллита, полученной по предлагаемому способу, представлены в таблице.

Керамика по предлагаемому способу по примерам

958398

Редактор E.Ëàçóðåíêo

Корректор С.Шекмар

Техред М.Тепер

Заказ 6969/32 Тираж 641

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4

Предлагаемый способ позволяет по. лучить керамику из муллита с высокой плотностью и прочностью, а также с высокой точностью и сложной формы °

При разработке материала керамических штампов для изотермического деформирования жаропроч-. ных сплавов определен экономический эффект равный 720 тыс. руб.

Формула изобретения

Способ получения керамического материала, включающий приготовление водной суспензии муллита с добавкой жидкого щелочного стекла, стабилизацию, формование заготовки шликерным литьем и обжиг, о т л ич а ю щ и й.с я тем, что, с целью повьиаения плотности и прочности изделия, снижения усадки при обжиге, заготовку после формования пропитывают олигометилгидридсилазаном.