Керамический материал на основе оксида алюминия

 

Изобретение относится к керамическим материалам на основе оксида алюминия и может быть использовано для изготовления деталей трения, работающих в условиях абразивного и гидроабразивного износа. Материал содержит, мас.%: оксид кальция 3,0 - 5,8, оксид кремния 2,0 - 4,4, оксид бора 2 - 4,4, оксид магния 0,3 - 0,4, оксид алюминия - остальное. Материал получают смешением сырьевых компонентов, обжигом смеси "на спек", помолом спека, смешением с пластификатором, оформлением изделий и их обжигом. Температура обжига 1330 - 1440°С в зависимости от содержания оксида алюминия. Изобретение позволяет снизить температуру обжига материала. 1 табл.

Изобретение относится к области керамических материалов на основе оксида алюминия и может быть использовано для изготовления деталей, работающих в условиях абразивного и гидроабразивного износа.

Аналогами заявляемого материала являются материалы на основе оксида алюминия, содержащие в качестве минерализатора оксиды кальция, кремния, бора и магния. Например, материал по заявке Германии DE 3405205 Al, C 04 B 35/10, опубликованный 07.02.85 г. , содержит 90 - 98% оксида алюминия, 0,3 - 3,0% оксида магния, 0,6 - 4,5% оксида кальция, 1,8 - 8,0% оксида кремния и 0,1 - 1,2% оксида бора.

Наиболее близким к заявляемому по составу является материал по авторскому свидетельству СССР N 1560525 Al, C 04 B 35/10, содержащий: 90,1 - 94,4% Al₂O₃, 3,2 - 4,0% SiO₂, 1,9 - 2,9% CaO, 0,3 - 1,8% B₂O₃ и 0,2 - 1,2% MgO, причем оксиды магния и бора вводят в виде соединения Mg(BO₂)₂(0,5 - 3%).

Материалы аналогов до плотного состояния обжигаются при температуре 1530 - 1620^oC, в зависимости от содержания оксида алюминия и соотношения оксидов добавок.

Целью изобретения является снижение температуры обжига.

Указанная цель достигается тем, что керамический материал на основе оксида алюминия, содержащий оксиды кальция, кремния, бора и магния, содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: Оксид кальция - 3,0 - 5,8 Оксид кремния - 2,0 - 4,4 Оксид бора - 2,0 - 4,4 Оксид магния - 0,3 - 0,4 Оксид алюминия - Остальное Технология изготовления изделий из заявленного материала традиционна и заключается в следующем.

Вначале порошок оксида алюминия в виде L-глинозема (например, марки ГН-1) или отработанного алюмооксидного катализатора с газоперерабатывающих заводов (предварительно отожженного при 1250-1330^oC) или в их сочетании смешиваются с шихтовыми компонентами минерализатора: углекислым кальцием, борной кислотой, молотым кварцем и хлористым магнием в шаровой мельнице в присутствии воды и размольных тел 10-12 ч. После сушки и гранулирования протиркой через сито 2,5-5 мм смесь загружается в корундовые капсели и обжигается на воздухе при 1300-1330^oC 1-2 ч.

Полученный спек размалывают в шаровой мельнице (в воде или всухую) до удельной поверхности 4500 - 7000 см²/г.

Для оценки температуры обжига порошок смешивали с 6% 8%-ного раствора поливинилового спирта и прессовали образцы ⊘ 22 х h 30 мм, которые обжигали в печах открытого типа с фехралевыми или силитовыми нагревателями, в зависимости от состава, до получения практически нулевого водопоглощения. Плотность оценивали по методу гидростатического взвешивания. Полученные результаты приведены в таблице.

Проведенные испытания показали перспективность использования вариантов ГБ-7М и ГБ-15М для изготовления подшипников скольжения насосов нефтедобывающего оборудования, сопел гидроабразивных мониторов, запорных элементов газоперекачивающих устройств.

Формула изобретения

Керамический материал на основе оксида алюминия, содержащий оксиды кальция, кремния, бора и магния, отличающийся тем, что компоненты содержатся в следующем соотношении, мас.%: Оксид кальция - 3,0 - 5,8 Оксид кремния - 2,0 - 4,4
Оксид бора - 2,0 - 4,4
Оксид магния - 0,3 - 0,4
Оксид алюминия - Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1