Шихта для изготовления керамического материала

 

Изобретение относится к производству керамических изделий на основе кордиерита, например различных термостойких конструкционных изделий, деталей нагревательных элементов, подставок для обжига изделий и др., и может быть использовано в электротехнической, химической, электронной промышленностях. С целью повышения удельного объемного электрического сопротивления и кислотостойкости материала при одновременном снижении температуры обжига и сохранении прочности и термостойкости, шихта содержит следующие компоненты, мас.%: тальк 20-25; глина 20-25; алюмосиликатный мертель 41- 45; нефелин-сиенит или трахит 5-7; датолитовый концентрат или борат кальция или апатитовый концентрат 5-7. Физико-механические показатели следующие: температура обжига 1200°С, кажущаяся плотность 1,9-2,1 г/см , кажущаяся пористость 8- 23%, прочность на изгиб 30-54 МПа, стойкость к термоударам 300-480°С, удельное объемное электрическое сопротивление при 200°С 7. 109-7-1010. при 600°С 1-105-6 105 Ом с, кислотостойкость 14-21 %. 2 табл. сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s С 04 В ЗЗ/26, 35/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР ( ь Ы .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 о

О о о

СО (21) 4763900/33; 4763946/33 (22) 04.12.89 (46) 30.09.91. Бюл. № 36 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-технологический институт элетроке рами ки (72) О.А.Шеронова, Е,Я.Медведовский и

Ф.Я.Харитонов (53) 666.593 (088.8) (56) Аветиков В.Г, и др. Магнезиональная электротехническая керамика, М.: Энергия, 1973, с. 119, 126.

Шеронова О.А. и др. Производство термостойкой электрокерамики на заводе

"Электрофарфор". — Стекло и керамика, 1988, ¹ 4, с. 28, (54) ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА (57) Изобретение относится к производству керамических изделий на основе кордиерита, например различных термостойких конструкционных изделий, деталей

Изобретение относится к производству керамических изделий на основе кордиерита с высокой термостойкостью и удовлетворительными механическими, электроизоляционными свойствами, стойкостью в агрессивных. средах, например, различных термостойких конструкционных изделий, деталей нагревательных элементов, подставок для обжига изделий и др. и может быть использовано в электротехнической, химической, электронной промышленностях.

Цель изобретения — повышение удельного объемного электрического сопротивления и кислотостойкости материала при одновременном снижении температуры обЫЛ 1680668 А1 нагревательных элементов, подставок для обжига изделий и др., и может быть использовано в электротехнической, химической, электронной промышленностях. С целью повышения удельного объемного электрического сопротивления и кислотостойкости материала при одновременном снижении температуры обжига и сохранении прочно- сти и термостойкости, шихта содержит следующие компоненты, мас.%: тальк 20 — 25; глина 20-25; алюмосиликатный мертель 41—

45; нефелин-сиенит или трахит 5 — 7; датолитовый концентрат или борат кальция или апатитовый концентрат 5-7. Физико-механические показатели следующие: температура обжига 1200 С, кажущаяся плотность

1,9-2,1 г/см, кажущаяся пористость 8—

23%, прочность на изгиб 30г54 МПа, стойкость к термоударам 300-480 С, удельное объемное электрическое сопротивление при 200 С 7 10 — 7 "10, при 600 С 1. 10 — бк

"10 Ом с, кислотостойкость 14-21%, 2 табл. жига и сохранении прочности и термостойкости.

В составе шихты используются датолит, который представляет собой боросиликат кальция состава 2СаО В20з.25!02 HzO, борат кальция имеет состав СаО В20з пН20, нефелинсиенит и трахит-щелочные алюмосиликаты. апатит-фосфат кальция, Дополнительное использование датолитового концентрата или бората кальция и нефелин-сиенита, или трахита и аппатита при оптимальном соотношении компонентов шихты позволяет в процессе обжига получить керамический материал, представленный мелкозернистыми агрегатами кордиерита. муллитом, небольшим

1680668 количеством анортита и стеклофазой. Наличие оксидов кальция и магния.в боросиликатной стеклофазе позволяет получить высокие термостойкость, прочность, электроизоляционные свойства и кислотостойкость. Дополнительное введение датолита или бората кальция, нефелин-сиенита или трахита приводит к существенному снижению температуры обжига (до 1200ОС), при этом в процессе обжига наряду со стеклофазой образуется небольшое количество анортита и муллита, что улучшает свойства материала, Введение датолита или бората кальция изменяет природу стеклофазы, наличие в ней боратных группировок и ионов кальция повышает удельное объемное электрической сопротивление и кислотостойскость материала за счет более прочного закрепления в ней слабо связанных легкоподвижных щелочных ионов, вымывающихся в первую очередь при действии агрессивных сред (например, кислот) и ответственных за электропроводность.

Наличие оксидов кальция и магния в фосфатно-силикатной стеклофазе позволяет получить высокие термостойкость, прочность, электроизоляционные свойства и кислотостойкость. Введение апатита изменяет природу стеклофазы, наличие в ней фосфатных группировок и ионов кальция повышает удельное объемное электрическое сопротивление и кислотостойкость материала за счет более проч ного закрепления в ней слабо связанных легкоподвижных щелочных ионов, вымывающихся в первую очередь при действии агрессивных сред (например, кислот) и ответственных за электропроводность.

Технология получения материала и изделий из шихты следующая.

Исходные компоненты подвергают смешению и мокрому помолу в шаровой мельнице ультрафарфоровыми шарами при соотношении материал — шары — вода, рав20-25

20-25

41 — 45

5-7

Тальк

Глина

Алюмосиликатный мертель

Нефелин-сиенит или трахит

Датолитовый концентрат или борат кальция, или апатитовый концентрат

5 — 7

45 ном 1:1;1, до остатка на сите с сеткой 1Ф

0063, равном 7-9ф. Из шликера получают минеральный порошок методом сушки распылением или путем дробления коржей по5 сле фильтрпрессования. Затем минеральный порошок смешивают в смесителе со связкой для прессования. Пресс-порошок содержит 937, минерального порошка и 7% водного 2 -ного раствора

10 КМЦ (карбоксиметилцеллюлоэы). Изделия прессую- при удельном давлении 20-30

МПа, Возможно изготовл ние изделий пластичным прессованием (до 13 связки), методом вытяжки из вакуум-пресса и горячего

15 литья.

Высушенный полуфабрикат изделий обжигают при температуре 1200 С, т.е, температура обжига значительно ниже, чем известных кордиеритовых материалов.

20 В табл. 1 приведены шихтовые составы, в табл, 2 — физико-механические показатеФормула изобретения

Шихта для изготовления керамического

25 материала, включающая тальк, глину и ал омосиликатный мертель, о т л и ч а ю щ а я . n тем, что, с целью повышения удельного объемного электрического сопротивления и кислотостойкости материала при

30 одновременном снижении температуры обжига и сохранении прочности и термостойкости, она содержит дополнительно нефелин-сиенит или трахит и датолитовый концентрат или борат кальция или апатито35 вый концентрат при следующем соотношении компонентов, мас. :

1680668

< Ъ СЧ

СЧ с4 о сс!

C4 CV! к

С \ C l

С 4 С 4

1 Ч4 — 1 и Г о и сЧ сЧ о сЧ C l с л 1

СЧ

t4 сЧ с"1

an о сс с4 сЧ с! И сс! О

СЧ С4

I л 1

Fl

Л1

С 4

С4 С4

1 о о с 4 СЧ

1 с! 1 оэ хх

Е О М

О Е Ц Э Ц

I СС cd

I д х ц х

1 cd Ц

l I-4 C

О

1 И

I X

О

1 Х о а an сч сч сО 1 1 1 а о

СЧ СЧ .Ф л 1 л с 1 с 4 с 1

СЧ СЧ < 1 .О I О

О Л СО сч сЧ т 1 1 О сс

an o сч сч e I л I л 1

I iO I ac! 1

1 an 1 л 1 и о сч сч - л 1 л I

С44 1

О Н

Х Ol

1 «(40 х

Им Й

1680668

Таблица

Составн

Свойства

1 2 3 4 5 6, 7 8 9 а

Температура обкнга, С калунаяся плотность» г/сма

1200

1200

1200 аанунаяся порнстость, I

Прочность на нэгяб, !!Па

Стойкость х термоударам, С

470

460

410 470

380

390

Удельное обьемное электрическое ь сопротивление., Ом.см, прн С:

8 101 7.1Î" 1-10" 8 10 8 1О 9--!О 9.!О и

3 ..10 4 -10 4 ° 10 6.10 S.tOy 6 10 5 tO

1. 10

4 10

1 10

5 10

|» ||

I8

15

l5

Еислотостойкость, I

Продолненне табл,2

Свойства

10

1200

1360

1200

1200

1150

1150

2,1

2 ° 1

2,2

2,2

1a ° O

19,1

48.

8 0

18,1

5!

ПрочиОсть яа нагиб» 10la

Стойкость к термоударам, С

370

460

470

490

Удельное объемное электрическое сопротивление, Olt»ne, прн С:

10э

5.10

2 10

1 ° 10

8. 109

1 tO

6 10

8 10У

5»10

Е-1ОЕ

4 10

200

600

28 — » ——

Хислотостойхость» I

15

17

Составитель Л,Гостева

Редактор M.Íåäoëóæåíêî Техред М.Моргентал Корректор Э.Лончакова

Заказ 3281 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Температура обнига, С

Еалунаяся плотность, г/сн э

Тянущаяся порнстость, 2

2,0

20,0

49,5

480

2,1

21,0

2,2

19,!

8, 0 э

4-tC

2,1

23 0

2|2

17,1

1 ° 9 2,0

18,0 19,0

51 50

l |

1200 ° 1150

20 21 !

9,0 17,1

49 50

2!2

10,0

f .Р

2|2

16,1

52!.Ф

2,2

15,0