Способ получения керамических изделий

 

Изобретение относится к технологии изготовления высокоогнеупорных теплоизоляционных изделий и может быть использовано при конструировании высокотемпературных резистивных электропечей с керамическими нагревателями из диоксида циркония, дисилицида молибдена и хромита лантана. Технический результат изобретения - получение огнеупорных слоистых изделий, обладающих низкой теплопроводностью при высоких температурах. Для первого слоя смешивают порошок цирконата стронция с 3-5%-ным водным раствором поливинилового спирта в качестве связующего, а для второго слоя - порошок цирконата стронция, взятого в количестве 90-97% от общей массы, с предварительно вспученным в кипящей воде гранулированным полистиролом в качестве выгорающей добавки и 3-5%-ным водным раствором поливинилового спирта в качестве связующего. Первый слой формуют полусухим прессованием или изостатическим прессованием, а второй - трамбованием. Далее осуществляют сушку слоев, вылеживание на воздухе, их термообработку при 1650-1800oС, соединение путем обмазки соприкасающихся поверхностей шликером из цирконата стронция и повторную термообработку заготовок.

Изобретение относится к технологии изготовления высокоогнеупорных теплоизоляционных изделий, в частности для получения слоистых керамических изделий, и может быть использовано при конструировании высокотемпературных резистивных электропечей с керамическими нагревателями из диоксида циркония, дисилицида молибдена и хромита лантана.

Известен способ получения керамических изделий с применением полистирола (А. С. 885225, С 04 В 35/48, С 04 В 21/06, 1981). В качестве керамического материала используют циркониевый концентрат, который смешивают с пенообразователем - клееканифольной эмульсией и в полученную суспензию добавляют предварительно вспененный гранулированный полистирол в количестве 5-15% от объема твердой фазы суспензии с целью снижения усадки и сокращения продолжительности сроков сушки изделий. Недостатками аналога являются относительная сложность получения данным методом изделий на основе керамических материалов с высокой истинной плотностью и низкая термостойкость получаемых изделий.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения слоистых керамических изделий, в которых чередуются слои только из керамического порошка и слои из керамического порошка с добавлением разлагаемых полимерных микросфер с последующей термообработкой (международная заявка 90/03349, С 04 В 38/06, 1990). В качестве материала керамической матрицы предлагается использовать такие вещества, как оксид алюминия, карбид кремния, карбид бора, нитрид алюминия, диоксид циркония, муллит, кордиерит и стеклокристаллический материал, а в качестве полимерной выгорающей добавки - полистирол, поливинилхлорид и др. Изделия получают методом шликерного литья из коллоидной суспензии керамического порошка и полимерных микросфер с последующей фильтрацией, вылеживанием заготовок в течение 24 ч и термообработкой. Недостатками прототипа являются сложность технологии, обусловленная многостадийностью и длительностью процесса, а также недостаточно высокие теплоизоляционные свойства вследствие повышенной теплопроводности используемого керамического наполнителя.

Задачей изобретения является получение огнеупорных слоистых изделий, обладающих повышенным электрическим сопротивлением при высоких температурах и сочетающих, благодаря техническому решению, высокую конструкционную прочность и низкую теплопроводность при высоких температурах.

Поставленная задача решается способом получения керамических слоистых изделий, включающим смешение для первого слоя порошка цирконата стронция с добавлением в качестве связующего 3-5%-ного водного раствора поливинилового спирта, а для второго слоя смешение порошка цирконата стронция, взятого в количестве 90-97% от общей массы, с предварительно вспученным в кипящей воде гранулированным полистиролом в качестве выгорающей добавки и 3-5%-ным водным раствором поливинилового спирта в качестве связующего, формование первого слоя полусухим прессованием или изостатическим прессованием, а второго - трамбованием, сушку слоев, вылеживание на воздухе и термообработку при 1650-1800oС, а затем соединение слоев путем обмазки соприкасающихся поверхностей шликером из цирконата стронция и повторную термообработку заготовок.

Отличие предложенного способа от известного заключается в том, что в качестве керамического порошка используют цирконат стронция, в качестве выгорающей добавки используют предварительно вспученный в кипящей воде гранулированный полистирол и вводят 3-5%-ный водный раствор поливинилового спирта в качестве связующего, первый слой формуют полусухим прессованием или изостатическим прессованием, а второй слой формуют трамбованием, слои сушат, вылеживают на воздухе, производят термообработку при температуре 1650-1800oС, затем соединяют слои путем обмазки соприкасающихся поверхностей шликером из цирконата стронция и проводят повторную термообработку заготовок.

Такая совокупность признаков в литературе неизвестна. Способ осуществляется следующим образом.

Пример 1. Способ изготовления первого слоя.

Готовят пресс-порошок из цирконата стронция с добавлением 5-процентного водного раствора поливинилового спирта в количестве 1 мас.%, формование осуществляют полусухим способом в стальной форме при давлении 100 МПа, вылеживают на воздухе, сушат и обжигают при 1700oС.

Заготовки для первого слоя, полученные по предлагаемому способу, обладают следующими свойствами: Открытая пористость, % - 0,30 Кажущаяся плотность, г/см3 - 5,24 Прочность на сжатие, МПа - 104 5,7 Способ изготовления второго слоя Смешивают исходные компоненты в следующем соотношении, мас.%: Цирконат стронция - 95 Гранулы вспученного полистирола - 5 5%-ный водный раствор поливинилового спирта - 16 сверх 100 Формуют изделие трамбованием, вылеживают на воздухе, сушат и обжигают при 1700oС.

Полученные изделия обладают следующими свойствами:
Открытая пористость, % - 47,80
Кажущаяся плотность, г/см3 - 2,74
Теплопроводность при 1000oС, Вт/(мК) - 0,80а


Формула изобретения

Способ получения керамических изделий, состоящих из двух слоев, первый из которых содержит керамический порошок и связующее, а второй содержит керамический порошок, связующее и одинаковые по размеру сферические гранулы полимерной выгорающей добавки - полистирола, отличающийся тем, что в качестве керамического порошка первый слой содержит цирконат стронция и в качестве связующего 3-5%-ный водный раствор поливинилового спирта, а второй слой в качестве керамического порошка содержит цирконат стронция в количестве 90-97% от общей массы, одинаковые по размеру сферические гранулы предварительно вспученного полистирола в качестве выгорающей добавки и 3-5-ный водный раствор поливинилового спирта в качестве связующего, причем первый слой формуют полусухим прессованием или изостатическим прессованием, а второй слой формуют трамбованием, слои сушат, вылеживают на воздухе и проводят термообработку при 1650-1800oС, затем соединяют слои путем обмазки соприкасающихся поверхностей шликером из цирконата стронция и проводят повторную термообработку заготовки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и, в частности, к производству пустотелого заполнителя для бетона, получаемого за счет выгорающего ядра
Изобретение относится к технологии изготовления высокоогнеупорных теплоизоляционных изделий и может быть использовано при конструировании высокотемпературных резистивных электропечей с нагревателями из диоксида циркония, дисилицида молибдена и хромита лантана

Изобретение относится к строительству, а именно к производству кирпичей

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к использованию сточных вод при получении строительного гравия Известна сырьевая смесь для изготовления керамзита, включающая глину, кальцинированную соду, шламовые отходы и кислые гудроны при следующем соотношении компонентов, вес.%: Слабовспучивающее глинистое сырье - 97,0 - 98,0 Кальцинированная сода - 0,2 - 0,3 Нефтяной шлам - отходы первичной переработки - 1,875 - 2,850 Кислые гудроны - 0,123 - 0,165 (А.С

Изобретение относится к производству керамических кирпичей и камней

Изобретение относится к области материаловедения, в частности к способам получения пористых материалов, служащих подложками для нанесения на них полупроницаемых мембран

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано при изготовлении огнеупорной футеровки тепловых агрегатов с рабочей температурой до 1550oC

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к сырьевым массам для изготовления керамических поризованных изделий, и может быть использовано при производстве строительных керамических поризованных изделий, например дырчато-поризованного кирпича, керамических камней, черепицы, крупноразмерных блоков

Изобретение относится к способу изготовления керамики на основе диоксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия, с небольшими добавками фторидов натрия и калия, получаемого химическим осаждением из растворов солей
Изобретение относится к технологии изготовления высокоогнеупорных теплоизоляционных изделий и может быть использовано при конструировании высокотемпературных резистивных электропечей с нагревателями из диоксида циркония, дисилицида молибдена и хромита лантана

Изобретение относится к огнеупорной промышленности, а именно к способам изготовления бакоровых огнеупоров

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению керамических материалов на основе стабилизированного диоксида циркония

Изобретение относится к производству керамики, а именно к составам шихты для изготовления керамики конструкционного и инструментального назначения

Изобретение относится к огнеупорной промышленности, в частности к области производства углеродсодержащих огнеупоров для футеровки различных металлургических агрегатов, например конвертеров, электросталеплавильных печей, сталеразливочных ковшей

Изобретение относится к способам изготовления высокоплотной керамики для твердого электролита на основе диоксида циркония с небольшими добавками оксида алюминия, получаемого химическим осаждением из растворов хлористых солей циркония и алюминия

Изобретение относится к материалам для производства огнеупорных металлопроводов, либо их частей для разливки стали

Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть использовано для изготовления хромалюмоциркониевых огнеупоров, применяемых для футеровки стекловаренных печей

Изобретение относится к технологии изготовления высокоогнеупорных теплоизоляционных изделий и может быть использовано при конструировании высокотемпературных резистивных электропечей с керамическими нагревателями из диоксида циркония, дисилицида молибдена и хромита лантана

Наверх