Способ изготовления карбидокремниевых изделий

 

Изобретение относится к производству карбидокремниевого огнеприпаса (плит и стоек) с высоким содержанием карбида кремния, применяемого для обжига тонкокерамических изделий, например фарфоровых, и позволяет повысить стойкость карбидокремниевых изделий к окислению. Способ изготовления карбидокремниевых изделий характеризуется двухстадийным смешиванием компонентов шихты. Вначале производят смешивание карбида кремния с пластификатором, а затем полученной смеси с глинистым компонентом, причем в качестве пластификатора используют лигносульфонат натрия плотностью 1,18 - 1,24 г/см, нагретый до 60 - 80^oС, а карбид кремния применяют с суммарной удельной поверхностью 80 - 105 см²/г при следующих соотношениях компонентов, мас.%: карбид кремния 87,5 - 93,0; огнеупорная глина 3,0 - 10,0; лигносульфонат натрия 2,5 - 4,0. Материал, стойкий к окислению карбида кремния и с рациональной механической прочностью ( 19,3 - 27,9 МПа) может быть обеспечен лишь за счет оптимального соотношения компонентов шихты, а также оптимизации агрегатного состояния лигносульфоната натрия и удельной поверхности карбида кремния, при этом количество циклов эксплуатации образцов при полном обжиге фарфора, после которых начальное содержание карбида кремния снижается на 5%, составляет 85 - 130. 1 табл.

Изобретение относится к производству карбидокремниевого огнеприпаса, применяемого для обжига тонкокерамических изделий, например фарфоровых, и обжигаемого предварительно в условиях окислительной или резкоокислительной среды: содержание О₂ 4-12% Целью изобретения является повышение стойкости карбидокремниевых изделий с высоким содержанием карбида кремния к окислению. При обеспечении достаточно стабильного к условиям эксплуатации фазового состава карбидокремниевого материала на алюмосиликатной связке механическая прочность материала изделий на изгиб должна находиться в пределах 18-28 МПа. Шихту готовят полусухим способом с увлажнением вначале наполнителя (карбида кремния) нагретым лигносульфонатом натрия, затем после ввода тонкомолотой глины доувлажнение шихты также нагретым лигносульфонатом натрия до рабочей влажности. При этом за счет весьма малой вязкости лигносульфоната натрия, нагретого до температуры 60-80^оС, обеспечивается хорошее обволакивание зерен карбида кремния данным продуктом. В дальнейшем при вводе глинистого связующего частицы последнего оседают на той же поверхности зерен карбида кремния и обогащаются легкоплавкими соединениями, включающими щелочной металл натрий. Шихта при этом приобретает хорошую пластичность при минимальном содержании воды. При обжиге отпрессованных изделий соединения натрия играют роль минерализаторов, снижающих вязкость расплава глины, что, в свою очередь, способствует также лучшему обволакиванию зерен карбида кремния глинистой связкой в процессе обжига и уменьшает тем самым разрушение карбида кремния. П р и м е р 1. Карбид кремния в количестве 90% от сухой массы шихты с размером зерен, находящимся в пределах 1,6-0,03 мм и с суммарной удельной поверхностью 89,4 см²/г, увлажняют раствором лигносульфоната натрия, нагретым до температуры 80^оС и имеющим плотность 1,18 г/см³, с одновременным перемешиванием в смесителе Эриха до состояния, исключающего прилипание влажной смеси к каткам в течение 20 мин. Затем вводят огнеупорную тонкодисперсную латную глину (проход через сито 0,7 мм) в количестве 7,0% от массы сухих материалов шихты. В дальнейшем смесь вновь увлажняют нагретым до 80^оС лигносульфонатом натрия с той же плотностью с одновременным перемешиванием в смесителе в течение 20-25 мин до получения шихты с рабочей влажностью 3,7% При этом суммарное количество лигносульфоната натрия, введенного в шихту, составило 3,0% Далее шихту пропускают через дезинтегратор, подвергают вылеживанию в течение 12 ч, а затем прессуют образцы с размерами 100х20х10 мм, которые после сушки обжигают в окислительной среде (содержание кислорода 6-8%) в течение 8 ч в горне с выдержкой при максимальной температуре 1410-1430^оС в течение 2 ч и определяют наличие дефектов на поверхности материала (чернота сердцевины, остеклованность, а также предел прочности на изгиб), качество дополнительной характеристики, доказывающей снижение стойкости материала к окислению карбида кремния при эксплуатации, выбрано количество циклов эксплуатации, после действия которых исходное содержание карбида кремния в материале после предварительного обжига уменьшается на 5% В качестве образцов, использовали призмы типоразмеров 20х10х100 мм. Эксплуатацию образцов производили в скоростной щелевой печи политого обжига фарфора (цикл обжига 3,1 ч, конечная температура выдержки 1410^оС). П р и м е р ы 2-6. Порядок смешивания компонентов шихты и изготовления образцов тот же, что и в примере 1. Состав шихт и свойства полученных образцов приведены в таблице.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КАРБИДОКРЕМНИЕВЫХ ИЗДЕЛИЙ, включающий смешивание карбида кремния с огнеупорной глиной и пластификатором - раствором технического лигносульфоната натрия, плотностью 1,18 - 1,24 г/см³, формование и обжиг, отличающийся тем, что, с целью повышения стойкости изделий к окислению, сначала смешивают карбид кремния с суммарной удельной поверхностью 80 - 105 см²/г с пластификатором, нагретым до 60 - 80^oС, а затем полученную смесь перемешивают с огнеупорной глиной при следующем соотношении компонентов, мас.%: Карбид кремния - 87,5 - 93,0 Огнеупорная глина - 3,0 - 10,0 Указанный пластификатор - 2,5 - 4,0

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 01.09.1994

Номер и год публикации бюллетеня: 1-1999

Извещение опубликовано: 10.01.1999        

---