Способ изготовления стеклокерамического антенного обтекателя


 


Владельцы патента RU 2414438:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" (RU)

Изобретение относится к производству керамических изделий радиотехнического назначения типа стеклокерамической оболочки головного антенного обтекателя скоростных зенитных и авиационных ракет. Техническим результатом изобретения является сокращение брака при изготовлении стеклокерамических антенных обтекателей. Способ изготовления стеклокерамических антенных обтекателей включает получение водного шликера литийалюмосиликатного стекла, введение шликера кварцевого стекла в количестве 5-40 об.%, формование заготовок в пористые формы, последующую термообработку. Перед получением водного шликера исходное литийалюмосиликатное стекло подвергают двухстадийной термообработке: сначала при температуре зародышеобразования 630-670°С, с выдержкой в течение 5 ч, а затем при верхней температуре кристаллизации 1170-1200°С, с выдержкой в течение 4-7 ч. Применение предложенного технического решения позволяет существенно сократить брак при изготовлении стеклокерамических антенных обтекателей, особенно при использовании добавки свыше 20 об.%, при этом основные физико-технические свойства изделий остаются на прежнем высоком уровне. 1 табл.

 

Изобретение относится к производству керамических изделий радиотехнического назначения типа стеклокерамической оболочки головного антенного обтекателя скоростных зенитных и авиационных ракет.

Известен способ получения стеклокерамических изделий по классической стекольной технологии (Макмиллан П.У. Стеклокерамика, М., 1967, с.108), включающий варку стекла при температурах до 1600-1650°С в стекловаренной печи, формование заготовок из стекломассы и термообработку, приводящую к кристаллизации по всему объему.

К недостаткам известного способа следует отнести наличие различных неоднородностей (непроваров, пузырей), вызывающих неоднородность свойств, что существенно затрудняет использование данного способа для изготовления керамических элементов антенных обтекателей.

Известен способ получения изделий из спеченного стеклокристаллического материала литийалюмосиликатного состава (патент РФ № 2170715 от 20.07.2001, Бюл. № 20), включающий измельчение материала мокрым способом до получения шликера с плотностью 1,97-2,05 г/см3, тониной помола с остатком на сите 0,063 мм 9-15% и рН 7,5-9,0, формование изделий методом шликерного литья из водных суспензий в пористые гипсовые формы и термообработку.

К недостаткам этого способа относится использование сырья строго определенного химического состава, что позволяет получать изделия в узком диапазоне диэлектрической проницаемости ε=7,0÷7,5.

Наиболее близким техническим решением является способ получения изделий из стеклокерамического материала литийалюмосиликатного состава (патент РФ № 2222504 от 27.01.2004, Бюл. № 3), включающий получение водного шликера литийалюмосиликатного стекла, введение шликера кварцевого стекла в количестве 5÷40 об.%, формование заготовок в пористые формы, последующую термообработку,

К недостаткам этого способа относится высокий уровень брака при изготовлении крупногабаритных сложнопрофильных керамических изделий радиотехнического назначения типа стеклокерамической оболочки головного антенного обтекателя скоростных зенитных и авиационных ракет. Высокий уровень брака вызван тем, что исходное литийалюмосиликатное стекло, используемое для производства стеклокерамики, обладает достаточно высоким коэффициентом теплового линейного расширения (КТЛР), который при термообработке в интервале температур 20÷1250°С увеличивается с 30×10-7 К′-1 до 60×10-7 К-1. В то же время КТРЛ материала добавки (кварцевого стекла) при этих же температурах изменяется в пределах 1÷7×10-7 К-1. Такое значительное различие КТЛР материалов матрицы и добавки приводит к существенному увеличению количества брака на операции термообработки (растрескивание крупногабаритных сложнопрофильных изделий), который тем больше, чем больше габариты и толщина стенки обжигаемого изделия. Отмечено, что при введении добавок в количестве более 20 об.% процент брака значительно увеличивается.

Задачей настоящего изобретения является сокращение брака при изготовлении стеклокерамических антенных обтекателей.

Поставленная задача достигается тем, что предложен способ изготовления стеклокерамических антенных обтекателей, включающий получение водного шликера литийалюмосиликатного стекла, введение шликера кварцевого стекла в количестве 5-40 об.%, формование заготовок в пористые формы, последующую термообработку, отличающийся тем, что перед получением водного шликера исходное литийалюмосиликатное стекло подвергают двухстадийной термообработке сначала при температуре зародышеобразования 630-670°С, с выдержкой в течение 5 ч, а затем при верхней температуре кристаллизации 1170-1200°С, с выдержкой в течение 4-7 ч.

Авторами экспериментально установлено, что при дополнительной двухстадийной термообработке сначала при температуре зародышеобразования 630-670°С, с выдержкой в течение 5 ч, а затем при верхней температуре кристаллизации 1170-1200°С, с выдержкой в течение 4-7 ч, исходное литийалюмосиликатное стекло приобретает кристаллическую структуру β-эвкриптита. Эта кристаллическая фаза характеризуется достаточно низким изменением значений КТЛР (в пределах 0÷5×10-7 К-1) в интервале температур термообработки 20-1200°С. Существенное снижение значений КТЛР позволяет значительно снизить брак при термообработке отформованных изделий.

Экспериментально установлено, что выход за указанные пределы температур зародышеобразования и кристаллизации не обеспечивает максимальной кристаллизации исходного литийалюмосиликатного стекла.

Реализация предложенного технического решения представлена на следующем примере.

Партию исходного литийалюмосиликатного стекла, имеющего следующий химический состав, вес.%: SiO2 - 63,2; Аl2О3 - 25,3; TiO2 - 5,5; Li2O - 3,9; ZnO - 1,0; BaO - 1,0 вес.% подвергают двухстадийной термообработке сначала при температуре 650°С, с выдержкой в течение 5 ч, а затем при температуре 1200°С выдерживают в течение 5 ч. После этого из закристаллизованного стекла приготавливают водный шликер со следующими параметрами: плотность ρ=2,10 г/см3, вязкость η=50 с, содержание частиц 63÷500 мкм = 6,2 %. В шликер вводят добавку SiO2 в виде шликера кварцевого стекла с плотностью ρ=1,88 г/см3, вязкостью η=40 с, содержанием частиц 63÷500 мкм = 6,5% в количестве 20 об.%. Смеси перемешивают в течение трех часов, после чего формуют партию керамических изделий типа оболочки головного антенного обтекателя скоростных зенитных и авиационных ракет (диаметр основания 250 мм и высота 650 мм), которую затем подвергают обжигу при температуре, равной 1200°С, с выдержкой при данной температуре 4 часа. Основные свойства полученного материала, а также данные по браку приведены в таблице.

Аналогично указанному способу были изготовлены партии стеклокерамических обтекателей с различной величиной введенной добавки кварцевого шликера 5 и 40 об.% (см. таблицу).

Анализируя данные, представленные в таблице, можно заключить, что применение предложенного способа позволяет существенно сократить брак при изготовлении стеклокерамических антенных обтекателей, особенно при использовании добавки свыше 20 об.%, при этом основные физико-технические свойства изделий остаются на прежнем высоком уровне.

Источники информации

1. Макмиллан П.У. Стеклокерамика. - М.: Мир, 1967. - 263 с.

2. Патент РФ № 2170715 от 20.07.2001, Бюл. № 20.

3. Патент РФ № 2222504 от 27.01.2004, Бюл. № 3

Способ Количество добавки Прочность
получения кварцевого Диэлектр. прониц. при изгибе, Брак, %
изделия шликера, об.% МПа
об.
1 По аналогу 0 7,3 118 3
2 5 7,0 112 6
5 По прототипу 20 6,1 109 35
6 40 5,0 95 80
7 По 5 7,0 115 3
10 предложенному 20 6,0 105 5
11 решению 40 5,1 97 10

Способ изготовления стеклокерамических антенных обтекателей, включающий получение водного шликера литийалюмосиликатного стекла, введение шликера кварцевого стекла в количестве 5-40% объемных, формование заготовок в пористые формы, последующую термообработку, отличающийся тем, что перед получением водного шликера исходное литийалюмосиликатное стекло подвергают двухстадийной термообработке сначала при температуре зародышеобразования 630-670°С с выдержкой в течение 5 ч, а затем при верхней температуре кристаллизации 1170-1200°С, с выдержкой в течение 4-7 ч.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к производству прозрачных в видимой области спектра стеклокристаллических материалов (ситаллов). .
Изобретение относится к производству изделий радиотехнического назначения из стеклокристаллических материалов -сподуменового состава, получаемых по керамической технологии.
Изобретение относится к производству керамических изделий. .
Изобретение относится к производству изделий радиотехнического назначения из стеклокристаллических материалов -сподуменового состава, получаемых по керамической технологии.
Изобретение относится к производству изделий из стеклокерамики литийалюмосиликатного состава и может быть использовано в керамической и авиационной промышленности, в частности для изготовления крупногабаритных, сложнопрофильных керамических изделий типа носовых диэлектрических конусов летательных аппаратов.

Изобретение относится к производству изделий радиотехнического назначения из стеклокристаллического материала, полученных по керамической технологии, и может быть использовано в керамической и авиационной промышленности.

Изобретение относится к производству радиопрозрачных крупногабаритных изделий сложной формы из стеклокерамики литийалюмосиликатного состава и может быть использовано в керамической и авиационной промышленности, в частности для изготовления антенных обтекателей.

Изобретение относится к керамической промышленности и может быть использовано при изготовлении стеклокерамических изделий типа антенных обтекателей, валов стеклоформующих машин и других изделий методом шликерного литья в пористые формы.

Изобретение относится к производству радиопрозрачных крупногабаритных изделий сложной формы из ситалла по керамической технологии и может быть использовано в керамической и авиационной промышленности, в частности, для изготовления антенных обтекателей.

Изобретение относится к стеклокерамическим материалам, обладающим высокими прочностными характеристиками. .
Изобретение относится к способу получения керамического стеклянного материала в форме листов больших размеров, пригодных для использования в строительстве для обшивки панелями и для изготовления настилов
Изобретение относится к огнеупорной промышленности, а именно к производству крупногабаритных кварцевых тиглей для плавления кремния, применяемого в полупроводниковой промышленности. Техническим результатом изобретения является упрощение технологии получения кварцевых тиглей с защитными покрытиями на внутренней поверхности. Способ получения кварцевого тигля включает получение высококонцентрированной суспензии кварцевого стекла, ее стабилизацию, формование заготовки тигля, сушку и обжиг. При этом сушку заготовки тигля осуществляют при температурах 150-300°C с выдержкой не менее 1-3 ч, после чего внутреннюю поверхность заготовки пропитывают метилфенилспиросилоксаном на глубину 1-5 мм. Затем на внутреннюю поверхность наносят покрытие из того же полимера с наполнителем из нитрида кремния в количестве от 30 до 70 % с последующей его полимеризацией, а обжиг проводят при температуре 950-1000°C. 2 пр.
Изобретение относится к производству керамических изделий радиотехнического назначения типа стеклокерамической оболочки головного антенного обтекателя скоростных зенитных и авиационных ракет. Техническим результатом изобретения является снижение диэлектрической проницаемости и усадки материала при обжиге до нулевых значений водопоглощения с сохранением других физико-технических свойств на высоком уровне. Способ изготовления стеклокерамического материала включает получение водного шликера литийалюмосиликатного стекла, формование заготовок в пористые формы, сушку и обжиг. При этом сушку заготовок осуществляют при температуре 150°C в течение 2-3 ч, затем их пропитывают раствором олигометилфенилспиросилоксана в ацетоне и обжигают при 1250°C в течение 2-3 ч. 1 табл.

Изобретение относится к материалам для ювелирной промышленности. Прозрачный, полупрозрачный или непрозрачный композиционный нанокристаллический материал на основе наноразмерных оксидных и силикатных кристаллических фаз содержит одну из кристаллических фаз: шпинель, кварцеподобные фазы, сапфирин, энстатит, петалитоподобную фазу, кордиерит, виллемит, циркон, рутил, титанат циркония, двуокись циркония с содержанием ионов переходных, редкоземельных элементов и благородных металлов от 0,001 до 4 мол. %. В качестве одной из кристаллических фаз материал дополнительно содержит кварцеподобные твердые растворы литиевомагниевоцинковых алюмосиликатов со структурой виргилита следующего состава, в мол. %: SiO2 - 45-72; Al2O3 - 15-30; MgO - 0,1-23,9; ZnO - 0,1-29; Li2O - 1-18; PbO - 0,1-7,0; ZrO2 - 0,1-10; TiO2 - 0,1-15; NiO - 0,001-4,0; CoO - 0,001-3,0; CuO - 0,001-4,0; Cr2O3 - 0,001-1,0; Bi2O3 - 0,001-3,0; Fe2O3 - 0,001-3,0; MnO2 - 0,001-3,0; CeO2 - 0,001-3,0; Nd2O3 - 0,001-3,0; Er2O3 - 0,001-3,0; Pr2O3 - 0,001-3,0; Au - 0,001-1,0. Изобретение позволяет повысить термостойкость и понизить коэффициент термического расширения. 2 табл.
Изобретение касается стеклокерамических материалов на основе системы дисиликата лития, которые применяются в качестве стоматологического материала. Техническим результатом изобретения является получение материалов с улучшенными механическими и оптическими свойствами, а также химической стабильностью. Стеклокерамический материал имеет следующий состав: от 55 до 70 вес.% SiO2, от 10 до 15 вес.% LiO2, от 10 до 20 вес.% стабилизатора, выбираемого из группы, состоящей из ZrO2, HfO2 или их смеси, от 0.1 до 5 вес.% K2O, от 0.1 до 5 вес.% Al2O3,от 0 до 10 вес.% добавок, выбираемых из группы, состоящей из оксида бора, оксида фосфора, фтора, оксида натрия, оксида бария, оксида стронция, оксида магния, оксида цинка, оксида кальция, оксида иттрия, оксида титана, оксида ниобия, оксида тантала, оксида лантана и их смесей, а также от 0 до 10 вес.% красителей. Изобретение также касается способа изготовления указанных стеклокерамических материалов. 4 н. и 6.з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к производству высокотермостойких радиопрозрачных керамических материалов в бесщелочной магнийалюмосиликатной системе, используемых в изделиях радиотехнического назначения. Способ включает измельчение закристаллизованного стекла магнийалюмосиликатного состава мокрым способом до получения водного шликера, формование заготовок в пористые формы и их термообработку со скоростью подъема и снижения температуры не выше 500°С в час. На стадии измельчения вводят диспергатор в виде натриевой соли полиакриловой кислоты в количестве 1,6-2,0% от объема загружаемой дисперсионной среды, причем измельчение стекла осуществляют до получения водного шликера плотностью ρ=2,06-2,20 г/см3, рН=8,0-9,5 и тониной с остатком на сите 0,063 мм Т63=6-12%. Технический результат заключается в получении отливок плотностью более 2,00 г/см3 и пористостью не выше 25%, что обеспечивает получение плотного спеченного стеклокерамического материала кордиеритового состава плотностью до 2,60 г/см3 и пористостью не более 0,06%. 1 табл., 3 пр.

Изобретение относится к производству радиопрозрачных антенных обтекателей ракет из высокотермостойкого стеклокристаллического материала литийалюмосиликатного состава. Технический результат изобретения заключается в снижении длительности формования, водопоглощения и повышения прочности стеклокристаллического материала обтекателей. Предварительно закристаллизованное стекло измельчают мокрым способом до получения высококонцентрированного шликера с плотностью 2,10-2,13 г/см3, тониной помола (остатком на сите 0,063 мм) 5,0-7,5% и содержанием частиц размером менее 5 мкм 30-35%. Формуют заготовки произвольной формы, которые подвергают повторной переработке в шликер с плотностью 2,10-2,14 г/см3, тониной помола 5,5-6,9% и содержанием частиц размером менее 5 мкм 30-39%. Далее формуют изделия и подвергают термообработке. 2 табл.

Изобретение относится к области оптического материаловедения, в частности к оптически прозрачным стеклокристаллическим материалам литийалюмосиликатной системы. Техническим результатом изобретения является получение оптически прозрачного в видимой области спектра ситалла со стабильной близкой к нулю величиной ТКЛР в широком интервале температур от -100 до +200°C при температурах, не превышающих 1600°C. Состав исходного стекла включает SiO2, P2O5, Al2O3, Li2O, MgO, ZnO, CaO, BaO, TiO2, ZrO2, As2O3 и дополнительно Sb2O3 в количестве 1-3 мас.%. Способ получения ситалла включает предварительную термообработку смеси сырьевых материалов при температуре 1200-1250°С в течение 4-6 часов с последующим помолом образовавшегося спека в шаровой мельнице до образования однородной мелкодисперсной смеси. Варка исходного стекла проводится в электрических печах в корундовых тиглях при температурах, не превышающих 1590±2°С. Ситаллизация материала проводится по двухступенчатому режиму: разогрев и выдержка при температуре образования зародышей кристаллизации 620-660°С в течение 4-5 часов и выдержка при температуре роста кристаллов при температуре 700-770°С в течение 10-20 часов. 3 пр., 2 ил.
Наверх