Шликер для получения керамического материала

 

ШЛИКЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА, включающий оксид алюминия, этилсиликат и добавку AlCij и/или

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ .

РЕСПУБЛИК (19) (11) 4(si) С 04 В 35/00 35 10

ГОСУДАРСТЙЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО делАм изОБРетений и ОткРытий

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2,05-5,04 1,02-2,52

0,03-0,21

0,01-0,42

Остальное

Этиловый спирт

Соляная кислота

Добавка

Вода (21) 3476513/29-33 (22) 30.07.82 (46) 23.02.85. Бюп. ¹ 7 (72) Н.И.Холодок, В.И.Хижняк, И.А.Попова, В.Э.Мишель и Ю.С.Крупкин (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт фарфоро-фаянсовой промышленности (53) 666.762(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 706375, кл. С 04 В 35/16, 1978

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 698953, кл. С 04 В 21/00, 1978 (прототип). (54)(57) ШЛИКЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА, включающий оксид алюминия. этилсиликат и добавку

А1СЕз и/или АХ (80 .) "пН20,где n=

1,5-4, и воду, о т л н ч а юшийся тем, что, с целью уве- . .личения прочности и уменьшения пористости материала, OH содержит в качестве оксида алюмииия тонкодисперсный корунд, легированный оксидом магния, и дополнительно этиловый спирт, соляную кислоту при сле. дующем соотношении компонентов,мас.X:

Тонкодисперсный корунд, легированный оксидом магния 58,0-74.4

Этилсиликат

1141084

Изобретение относится к производству высокопрочной.корундовой керамики, в частности к составам шликеров, применяемых при ее получении методом литья.

Известен состав шликера (13, в котором к керамическому наполнителю добавляют связующее следующего состава, мас. :

Этилсиликат 15-82

Соляная кислота 0,3-1,8

Оксихлорид хрома 2,0-2,5

Вода Остальное

Недостатками известного шликера являются высокая пористость (8-lO ) и недостаточная прочность керамики, полученной при его использовании.

Наиболее близким к изобретению является состав f2), в котором керамический наполнитель (АР 0 ) смешивают со связующим следующего состава при их следующем количественном соотношении, мас.Х:

Керамический наполнитель (AE2O ) 81-85

Водный раствор кремнийорганической связки (в пересчете на

$iO ) 4,5-14

Хлористый алюминий (безводный) 0,5-1,0

Гипс 4-10

При этом увеличению пористости и снижению прочности керамики в данном случае будет способствовать выделение значительного количества газообразного SO3, образовавшегося при термическом разложении гипса.

Пористость полученного материала

45-52, прочность при изгибе 300340 кг/см .

Цель изобретения — увеличение прочности и уменьшение пористости материала.

Поставленная цель достигается тем, что шликер для получения керамического материала, включающий оксид алюминия, этилсиликат и добавку

АРСР и/или АР ($0, ) nH О, где

n=1,5-4, и воду, содержит в качестве оксида алюминия тонкодисперсный корунд, легированный оксидом магния, и дополнительно этиловый спирт, соляную кислоту при следующем соотношении компонентов, мас. :

Тонкодисперсный корунд, легированный оксидом магния 58,0-74,4

5 Этилсиликат 2,05-5,04

Этиловый спирт 1,02-2,52

Соляная кислота 0,03-0,21

Добавка 0,01-0,42

Вода Остальное

Согласно изобретению, шликер составляют добавлением к наполнителю (AX 0>) следующих компонентов связующего.

В качестве исходного продукта предпочтительно использование 40Х этилсиликата-,40, имеющего плотность

1,05 и являющегося товарным продуктом (перед введением в связку этилсиликат гидролизуют в водно-этаноль20 ной среде с применением в качестве катализатора соляной кислоты);

В качестве добавок используют соли алюминия, выбранные из группы

АССР,, АР ($0 ) пН О, где п=1,5-4.

Также используют смесь этих солей.

В качестве источника соли AI ($04, 1, ° nH O предпочтительно использование товарного продукта AI (SO )5 18 Н20.

Перед введением солей в связу30 ющее их необходимо термообработать в сушильном шкафу при 120-250 С в течение 1,5-3 ч для удаления сорбированной (для АРСР )или излишней кристаллизационной (для AI ($0, ) .18 Н 0)

35 воды.

При указанной термообработке

АР ($0 ) .18 H О переходит в

АР ($0+) пН О, где n= l 5-4. В этих же условиях термообработки из А1СР

4р полностью удаляется сорбированная вода. Добавки вводятся в связующее вместе с водой при его приготовлении.

Процесс приготовления связующего следующий.

45 В расчетное количество этилового спирта вводится в виде водного раствора соляная кислота (предпочтительно в виде 0,5Х-ного водного раствора), а затем в полученную смесь

50 вводят необходимое количество этилсиликата.

Образовавшаяся мутная смесь после интенсивного перемешивания в течение 5-10 мин становится прозрач55 ной. Протекание реакции гидролиза этилсиликата сопровождается повышением температуры до 50-60 С. По охлаждении реакционной смеси в нее вво1141084 дится остальная дистиллированная вода вместе с добавками. Окончательная смесь выстаивается 12-20 ч при комнатной температуре и должна быть использована для целей применения в течение 40-48 ч после ее выстаивания.

Пример ы 1-5. Готовят смесь, состоящую, мас. : этилсиликат 8, этиловый спирт 4, HCI 0,1; АХ ($0 ) «

«пН О 0,5 (где n=0,5; 1,5; 3,0;

4,0; 5,0), количество дистиллированной воды 87,4. Порядок приготовления смеси. Сначала смешивают этиловый спирт с 0,5 -ным водным раствором HCI.Затем готовят добавку путем прокаливания АХ ($04) при

250 С последовательно для получения значений n=0 5; I 5; 3,0; 4,0,"

5,0 в течение 1,0; 1,5; 21 3; 4-х часов. Естественно, что с возраста. нием времени прокаливания величина и уменьшается. Охлажденный в эксикаторе продукт AI ($04) .пН О с указанными значениями п вводят в дистиллированную воду, объем которой определяется, исходя из вышеуказанной рецептуры.

Этилсиликат-40 в расчетном количестве вводится в заранее приготовленную смесь этанола и водного раствора НС2. По окончании гидролиза этилсиликата в реакционную смесь вводят оставшуюся воду вместе с добавкой Af ($0 ) nH>0.

Этилсиликатная связка смешивается с корундом, легированным окисью магния, выпускающимся. под маркой

ГЛМК, согласно ТУ-48-5-178-78, в соотношении связка:корунд = 25,6:?4,4

Пример ы 6 и 7. По примерам

1-5 готовят смеси, представленные в табл. 1. Для примера 6 величина значения и для АХ ($04) ° пН О была выбрана равной 3. Соль AICL для обоих примеров прокаливают в течение 3 ч при 125 С в сушильном шкафу °

Готовую этилсиликатную связку

5 вводят в полученную смесь в соотношениях, указанных в табл. 1.

Образцы керамики формуют методом литья. Вязкость литьевого шликера, измеренная на стандартном вискозиметре Энглера, в зависимости от величины и для соли А1 ($04) пН О, входящей в состав шликера, составляет при n=l 5-20 с, при n=4-(8n=4-(8-10)

В табл. представлены составы предложенного керамического шликера и свойства полученной керамики..

Соотношение компонентов шликера подобрано опытным путем, является оптимальным и обеспечивает его положи. тельные литейные свойства. Изменение количеств компонентов в шликере, более или менее заявленных, приводит

r к ухудшению его литейных свойств и потере в прочности обожженных изделий.

Керамику обжигают при 1580-1700 С и выдержке при максимальной температуре в течение 5 ч и общей продолЗО жительности обжига в течение 170 ч.

В табл. 2 представлены свойства керамики (наполнитель-корунд ГЛМК, легированный М80), полученной из шликера предложенного и известного состава. Вид наполнителя шпикера, условия формования и термообработки керамики, полученной из предложенного и известного шликеров, были одинаковы.

Из приведенных данных видно, что использование шликера предложенного состава позволяет существенно (2 раза) увеличить прочность и снизить пористость (до 0,23-0,28X) керамики.

Ф

° О (O

СЧ

Ф мЪ

D мЪ л

СЧ (Ъ

СЧ

ы" х1

Ц (О

4!

ОС

Ф

D! мЪ

С Ъ

Ф о о О

О

4 мЪ

Ф (Ч мЪ л

Ф

О1

00 (Ч

Ф мЪ

Ф о

СЧ о м

СЧ

D о мЪ л

СЧ

D ф

Ф

СЧ

Ю

О

Ф

Ф0 л о о

Ф

О с

Ф (Ч о

Ю

СЧ о о

Ф

Ф л

СЧ.О

С 4 о

Ю м о мъ

Ос

О1

ФФ м о о

"4С

° 1 сО л

С м

СЧ

СЧ мЪ о

СЧ м

Ю

Ф о (Ч о

СЧ

Ю мЪ

00 о (Ъ

СЧ о

Ю мЪ л

СЧ

Ю

СЧ

4 Ъ м

Ф о

41Ъ

СЧ л

Ф л

О\

° 0

CO

D (Ч

О

Ъ л

СЧ

1 (Ч

Ю! 4

4 Ъ м о м

СЧ л

Ф л

О1

° 1 о о

С 4

Ф о. CO D

СЧ о л (Ч

1О

СЧ о

° 1 м

Ф о

Ф

СЧ

Ф

Оа

Ф

Са4

Ф л

О1 ф

Ф о

С0

С Ъ

3

3 (О м

Ф о

С4а

Ф о

4 Ъ

104

СЧ

СЧ

Ф о

Са4

D О 0

Ф м

Ю о

CO

О\

Ф

CO

Ф о

an л (4

4-Ъ

СЧ о о. о

Ф

1Ф

° О

Ф

4Ч

4 Ъ

О м

Ф л

С4а

О4

Ф о о

С14

Ф о о

Ф (Ч ь

D л

С 4 ф

СЧ о

I I ф

Са4 (Ъ

D л C4a о

О\

Ф м

D мЪ

С4а

° 1

О\

ФФ

СЧ

Ю о мЪ

С4 о о л (4 (0

СЧ

D о

I м (O

О

О1

Оа м

D л

Ф (Ч

О

D

СЧ

С 4 с

D о

СЧ

Ф о о

Ф

М о (Ч о л л

Ф л

О\ о

СЧ

СЧ м о

Ф

СЧ

1О (Ч

Ф о

Ф (Ч о

Ф

Ф

Ф

414 о

° Ч

Ю л

О4

О\

an л

СЧ

Са4

Са4 1

° ф м

Ф (С(D (Ч

О

D л СЧ

Ф

О1

Ф о

00

Ф (Ч о л

СЧ л

Са4 о

СЧ

Ф о

00 (Ч

Ф о (Ч мЪ

O (Ч мЪ

Ф (Ч

0 о о сО м

С Ъ о о

СЧ

00 мЪ о

0 мЪ

° 1 л

Ch л

Ф

Ч4

Ф л

СЧ (Ч о

О1

D (Ч л

СЧ О

СЧ

Ю

Ф мЪ л

Ф м

Ч о

ОЪ м

О 04

40 (33 и

Р (4 СЧ о z х v

01 ф Ы

04

В! х х

1, 1

В (О о

Ф Ф

О О

114l084 л мЪ

\ Ф

Ф Ф

СЧ

ФЪ М(Й

3 3й мЪ л о

Ф .(4

j Ф ÑC ( р о дч C(I

Ф

v .О

v х а о

Ф и о

1!41084

Таблица 2

Е

t»

Со став смеси (шлик ера ) Свойства керамики

2720-2750

0,23-0,28

1200-2000

1,5-8,5

Составитель Д.Иванов

Техред M. Кузьма "

Редактор Г.Волкова

Корректор C.Øåêìàð

Заказ 411/20 Тираж 605 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Связующее по предлагаемому шликеру + корунд ГЛМК, легированный Ме0

Связующее по известному шликеру + корунд ГЛМК, легированный MgO

Предел прочности при гибе, кгс/cM2

h изга

Открытая пористость, 7.