Патенты автора Васин Александр Александрович (RU)
Способ получения огнеупорных изделий из керамического материала на основе ниобата калия-натрия // 2720427
Предлагается способ получения огнеупорных изделий из керамического материала на основе ниобата калия-натрия в виде различной технологической оснастки: реакционных сосудов, тиглей, оснований, реакторов и т.п., используемых при производстве технических керамик, преимущественно пьезоэлектрических, на основе титанатов калия-натрия-висмута (KNBT) или ниобатов калия-натрия (KNN), при котором при подготовке шихты исходные компоненты N2CO3 и K2CO3 используют в виде 1 мольных водных растворов, a Nb2O5 в виде порошка со средним размером зерна 10 мкм. При непрерывном перемешивании смешивают растворы карбонатов калия и натрия с навеской порошка оксида ниобия в мольном соотношении 1:1, упаривают полученную водную смесь карбонатов и оксида до состояния рассыпчатой смеси, которую далее дегидратируют в сушильном шкафу при температуре 210°С до постоянства массы и охлаждают до комнатной температуры в эксикаторе. Затем в подготовленную таким образом шихту вводят 10% временной технологической связки в виде 5% водного раствора поливинилового спирта путем смешивания их в смесителе принудительного действия и выдержки в закрытой емкости в течение технологического времени до обеспечения равномерности распределения раствора поливинилового спирта и стабилизации влажности по объему с получением гомогенной формовочной массы, которую затем гранулируют до размеров, способствующих повышению текучести и укладываемости. Формование заготовок ведут методом двухстороннего одноосного прессования при давлении 100 МПа, обеспечивая идентичность последних по геометрическим параметрам готовым изделиям, при этом стадию синтеза материала ниобата калия-натрия совмещают со стадией спекания изделия, осуществляя их одновременно за один технологический переход. В результате достигается сокращение технологического процесса за счет упрощения подготовки шихты и совмещения проводимых операций. 2 з.п. ф-лы.
Изобретение относится к области синтеза мелкокристаллического титаната бария, используемого для изготовления керамических конденсаторов. Способ включает обработку смеси диоксида титана и барийсодержащего реагента в среде на основе пара воды при повышенных температуре и давлении, при этом в качестве барийсодержащего реагента используется моногидрат нитрита бария Ba(NO2)2⋅H2O и обработку реагентов ведут в среде смеси пара воды и аммиака; смесь порошков моногидрата нитрита бария и оксида титана берут в мольном отношении [Ва(NO2)2⋅Н2O]/ТiO2 от 1,0 до 1,3; в реакционном пространстве мольное отношение NH4OH/Н2О=1/5; термообработку смеси реагентов паром, содержащим аммиак, ведут в течение времени от 1 до 16 часов в изотермических условиях при температуре, выбранной в интервале от 250 до 400°С со скоростью нагрева в интервале 50-100°С/ч и давлении пара воды от 3,98 до 26,1 МПа. Обработку паром реакционной смеси реагентов ведут при мольном отношении NH4OH/ [Ba(NO2)2⋅H2O]=2,0-3,2. Полученный продукт промывают водным раствором уксусной кислоты концентрацией 5 масс. %, дистиллированной водой до достижения рН=7 промывных вод и высушивают на воздухе при температуре 70°С до постоянства массы. Изобретение позволяет получать мелкокристаллический титанат со средним размером кристаллов от 0,2 до 2 мкм с содержанием основного вещества выше 99,98%. 2 з.п. ф-лы, 6 ил., 2 табл., 4 пр.
Изобретение относится к области технологии получения керамики для изготовления диэлектриков конденсаторов, в т.ч. многослойных. Согласно предлагаемому способу шихту готовят из смеси двух порошков титаната бария BaTiO3 различной дисперсности, взятых в массовом соотношении (85,0-95,0):(15,0-5,0), причем первый составляющий основу шихты микрометрический порошок берут со средним размером частиц 1,8 мкм, а второй - нанометрический - со средним размером частиц 80 нм, обеспечивая их совместный помол в течение времени, необходимого для достижения оптимальной равномерности распределения в объеме основного компонента частиц дополнительного компонента. Микронный порошок получен методом твердофазного синтеза из эквимолярной смеси карбоната бария и диоксида титана, а нанометрический, обладающий узким распределением частиц по размерам в нано-области и близкой к сферической формой частиц, методом синтеза из эквимолярной смеси оксида бария и диоксида титана в среде сверхкритического водного флюида. Формование шихты ведут полусухим одноосным прессованием при давлении 40-100 МПа в присутствии временного технологического связующего в виде парафина, удаляемого до проведения обжига, проводимого в диапазоне температур 1250-1350°С в установленном режиме нагрева/охлаждения и изотермической выдержки. В результате получают наиболее плотную упаковку частиц шихты при формовании и повышенную активность шихты к спеканию, способствующие уплотнению структуры продукта, что позволяет за счет снижения массовой доли используемого дорогостоящего наноразмерного порошка, упрощения технологических процессов и их аппаратной составляющей уменьшить экономические затраты на производство керамики BaTiO3 и повысить качественные характеристики получаемого продукта. 4 з.п. ф-лы, 1 табл., 6 пр.
Изобретение относится к составу шихты, предназначенной для получения пьезоэлектрических керамических материалов (ПЭКМ) различного назначения на основе ниобатов калия-натрия. Первоначально путем смешивания водных растворов карбонатов K2CO3 и Na2CO3, упаривания и дегидрирования смеси синтезируют сложный карбонат KNaCO3. В водный раствор указанного карбоната при непрерывном перемешивании вводят порошок оксида ниобия Nb2O5 и при необходимости добавляют исходные компоненты легирующих добавок: водорастворимые - в виде раствора, нерастворимые - в виде тонкодисперсного порошка. Эту смесь упаривают и дегидрируют в течение часа в сушильном шкафу при температуре 210°С, получая шихту с высокой степенью гомогенности. Соотношение исходных компонентов определяется заданной химической композицией ПЭКМ. Достигаемое в предлагаемом способе равномерное распределение реагентов шихты, когда частицы Nb2O5 окружены достаточным количеством карбоната KNaCO3 с повышением их дисперсного состояния, обеспечивает повышение реакционной способности реагентов и, соответственно, скорости реакции синтеза. Это позволяет вести процесс при сокращенных по времени циклах и без необходимости активации и помола шихты путем активного контактно-механического воздействия на ее компоненты. В результате упрощается технологическая схема процесса и его аппаратная составляющая. 1 з.п. ф-лы, 3 пр.
Изобретение относится к производству корундовых огнеупорных изделий методом вибролитья и может быть использовано при производстве крупногабаритных изделий сложной конфигурации. Технический результат - повышение термостойкости и химической стойкости изделий. Технический результат достигается тем, что шихта для изготовления корундовых огнеупорных изделий содержит фракционированный электрокорунд, глинозем реактивный тонкодисперсный (ГРТ), нанодисперсное технологическое связующее: бемит 98% с примесью кальцита 2%, глинозем Alphabond-500, пластификатор Castament FS-40 и воду при следующем содержании компонентов в масс. %: электрокорунд 65-73, ГРТ 20-30, нанодисперсное технологическое связующее 2-6, Alphabond-500 1-4, Castament FS-40 0,1-0,3, вода 6-10 (сверх массы). 1 табл., 2 пр.
Изобретение относится к области получения огнеупорных изделий из корунда с использованием частиц нанодиапазона. Приготавливают формовочную смесь, содержащую электрокорунд при соотношении фракций 0,5÷3 мм к 0,01÷0,5 мм, равном 4:3, глинозем реактивный тонкодисперсный, нанодисперсное технологическое связующее на основе оксида алюминия и воду, используемую вместо затворной жидкости, при соотношении, мас.%: электрокорунд 68÷72; глинозем реактивный тонкодисперсный (ГРТ) - 25÷29; указанное связующее 1÷6; вода сверх массы 6÷10. Нанодисперсное технологическое связующее на основе оксида алюминия, полученное из сплава Д16 методом химического диспергирования, представляет собой белый порошок следующего состава: AlO(ОН) - γ-Boehmite (98%) и примесь Са(СО3) - Calcite (2%). Сухое перемешивание формовочной смеси начинают с фракций электрокорунда, отдельно приготавливают смесь глинозема реактивного тонкодисперсного с нанодисперсным технологическим связующим на основе оксида алюминия, в которую затем добавляют фракционированный электрокорунд, полученную смесь увлажняют водой и гомогенизируют при непрерывном перемешивании. Формование осуществляют методом вибролитья с приложением виброколебаний по вертикальным и горизонтальным осям пресс-формы, полученную заготовку подвергают воздушному твердению, сушат и обжигают при температурах 1500-1550°С. Техническим результатом изобретения является увеличение термических и механических характеристик при уменьшении открытой пористости. 3 пр.
Изобретение относится к технологии пористых конструкционных керамических материалов и может быть использовано в качестве теплоизоляционного термостойкого огнеприпаса. Технический результат изобретения - увеличение термостойкости материала в условиях множественных последовательных термосерий при сохранении достаточно высокой прочности. С алюминиевого сплава типа дюралюмин снимают стружку, состоящую из фрагментов площадью 160-200 мм2 и толщиной 0,1-0,2 мм. Проводят обработку стружки водным раствором едкого натра с концентрацией 7-25% при теплоотводе из реакционного объема хладагентом, осуществляют выделение из маточного раствора образовавшегося осадка методом вакуумной фильтрации и промывку осадка водопроводной водой методом множественной декантации до величины рН 8,5-9,2. Осадок сушат на воздухе при температуре 50-100°С, затем проводят термообработку на воздухе при температуре 1250-1350°С с выдержкой в течение 1-2 ч. В измельченный продукт добавляют 7-10%-ный водный раствор поливинилового спирта, взятый в количестве 5-10 мас.% в пересчете на сухой остаток вещества и прессуют заготовки под давлением 50-200 МПа, после чего полученный материал спекают на воздухе при температуре 1400-1430°С в течение 1-2 ч. 1 табл., 5 ил., 3 пр.
Изобретение относится к керметам, а именно к получению композиционного материала Al2O3-Al. Сплав Al-Mg с содержанием магния 15-25 мас.% обрабатывают водным раствором едкого натра до образования в маточном растворе осадка в виде гранул. Осадок отделяют от маточного раствора и отмывают водой до величины pH среды 9,0-9,3, затем выделяют из осадка гранулы, принадлежащие фракциям 630-315 мкм, 315-200 мкм, 200-160 мкм, 160-100 мкм, 100-63 мкм и 63-50 мкм. Перед прессованием заготовки гранулы сушат на воздухе. Засыпку из гранул прессуют, полученную заготовку нагревают воздушным теплоносителем для инициирования в ней процесса самораспространяющегося высокотемпературного синтеза и охлаждают за счет выдержки на воздухе при комнатной температуре. Обеспечивается увеличение открытой пористости и относительной деформации материала до разрушения при сохранении его достаточно высокой прочности. 4 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл., 3 пр.
Изобретение относится к технологии плотно спеченных керамических материалов конструкционного назначения и может быть использовано для изготовления изделий, сочетающих высокие показатели прочности с повышенными термомеханическими свойствами и элементы ударопрочной защиты. Для изготовления керамического материала исходный сплав алюминия с магнием и кремнием (8-12 мас.%) обрабатывают водным раствором едкого натра при постоянном перемешивании и температуре 80-95°C. Осадок промывают до pH=8-8,7, высушивают и термообрабатывают на воздухе при температуре 1100-1250°C в течение 100-150 минут. Из полученного продукта приготавливают шихту для прессования сырых заготовок. Спекание отпрессованных при 150-200 МПа заготовок проводят на воздухе путем нагрева со скоростью 300-400°C/ч до температуры 1580-1610°C, затем до температуры 1610-1650°C со скоростью 80-100°C/ч с последующей изотермической выдержкой в течение 60-120 минут. Фазовый состав керамики представлен α-Al2O3 (70-79 об.%), NaAlSiO4 (6-12 об.%) и Al2MgO4 (5-15 об.%); общая пористость - 1%, прочность при изгибе - 250-300 МПа, прочность при ударном изгибе - 5·103-5,9·103 Дж/м2. 2 з.п. ф-лы, 3 пр., 1 табл.
