Способ получения термостойкой керамики

 

Изобретение относится к керамическим материалам и может быть использовано при изготовлении футеровки тепловых агрегатов, огнеприпаса, подставок для обжига керамики и так далее, работающих в условиях, где требуется высокая термостойкость. Задачей изобретения является повышение термостойкости. Керамические изделия получают из шихты, содержащей 30 - 70 мас.% γ-глинозема и огнеупорную глину. Термообработку проводят при 1100 -1200^oC.

Изобретение относится к керамическим материалам и может быть использовано при изготовлении футеровки тепловых агрегатов, огнеприпаса, подставок для обжига керамики и так далее, работающих в условиях, где требуется высокая термостойкость.

Известны способы получения керамики на основе технического глинозема, содержащие с целью повышения термической стойкости изделий оксид циркония, оксид титана и так далее. Их общими недостатками является применение дорогостоящих оксидов, высокая температура обжига (1300^oC и выше) и низкая термостойкость.

Наиболее близким по технической сущности является способ получения огнеупорной массы, при котором массу на основе каолина и γ- глинозема обжигают при температуре 1350 - 1650^oC .

Однако при температуре выше 1200^oC γ- форма глинозема, имеющая кубическую решетку, необратимо переходит в α- форму, имеющую другую (гексагональную) структуру. При этом происходит резкое изменение объема, снижается термостойкость изделия.

Так как глинозем γ- формы имеет кубическую решетку, то возможность зарождения трещин при термоударе (так называемой первой стации разрушения) может быть значительно снижена (и термостойкость повышена), в связи с равномерным изотропным расширением кристаллической решетки.

Таким образом температура обжига керамики на основе γ- глинозема, с целью повышения термостойкости не должна превышать 1200^oC, чтобы γ- глинозем не перешел в α- форму.

Задачей изобретения является повышение термостойкости. Поставленная задача решается способом получения керамических изделий на основе 30 - 70 мас. % γ- глинозема и глинистого компонента путем их смешения и термообработки при температуре 1100 - 1200^oC, причем в качестве глинистого компонента используют огнеупорную глину.

Предлагаемый способ обеспечивает получение материала со следующими свойствами: пористость 25 - 45%, усадка 1 - 4%, прочность на изгиб 20 - 40 МПа, а термостойкость намного выше, чем у прототипа, и составляет более 100 теплосмен 800^oC - вода.

Технология изготовления изделия заключаются в следующем.

Все компоненты в соответствующей пропорции загружают в шаровую мельницу и перемешивают всухую в течения двух часов. Соотношение шаров и материалов должно быть 2:1. После смешения компонентов в массу добавляют 25 - 30% воды для роспуска глины и оставляют вылеживаться не менее одних суток. Полученную массу высушивают, просеивают через сито 063. Изделия формуют полусухим прессованием при давлении 30 - 40 МПа. Отпрессованные изделия обжигают при температуре 1100 - 1200^oC.

Отличие предложенного способа от прототипа заключается в использовании огнеупорной глины в качестве глинистого компонента и проведении термообработки при температуре 1100 - 1200^oC.

Такая совокупность признаков не известна в литературе.

Пример 1. Для получения 1 кг массы глинозем и глину в количестве 300 г и 700 г соответственно перемешивают в шаровой мельнице в течении двух часов. Затем добавляют 300 мл воды и оставляют на одни сутки. Полученную массу высушивают и просеивают через сито 063. Образцы прессуют в металлических формах при давлении 40 МПа и обжигают при температуре 1100^oC. Усадка образцов 4%, пористость 25%, прочность на изгиб 40 МПа, термостойкость 800^oC - вода около 100 циклов.

Пример 2. Глинозем и глину в количестве 300 г и 700 г соответственно перемешивают в шаровой мельнице в течение двух часов. Затем добавляют 300 мл воды и оставляют на одни сутки. Полученную массу высушивают и просеивают через сито 063. Образцы прессуют в металлических формах при давлении 40 МПа и обжигают при температуре 1100^oC. Усадка образцов 1%, пористость 45%, прочность на изгиб 20 МПа, термостойкость 800^oC - вода более 100 циклов.

Таким образом, благодаря сохранению γ- формы глинозема в изделиях после термообработки (при температуре не выше 1200^oC) повышается термостойкость.

Формула изобретения

Способ получения термостойкой керамики на основе 30 - 70 мас.% γ-глинозема и глинистого компонента путем их смешения и термообработки, отличающийся тем, что в качестве глинистого компонента используют огнеупорную глину, а термообработку проводят при 1100 - 1200^oС.