Способ получения изделий из спеченного стеклокристаллического материала литийалюмосиликатного состава



Способ получения изделий из спеченного стеклокристаллического материала литийалюмосиликатного состава
Способ получения изделий из спеченного стеклокристаллического материала литийалюмосиликатного состава

 


Владельцы патента RU 2567246:

Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им.А.Г.Ромашина" (АО "ОНПП "Технология" им. А.Г. Ромашина) (RU)

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 производству радиопрозрачных антенных обтекателей ракет из высокотермостойкого стеклокристаллического материала литийалюмосиликатного состава, работоспособных в условиях всепогодного применения в различных климатических зонах.

Известен способ получения изделий из спеченного стеклокристаллического материала литийалюмосиликатного состава (Патент на изобретение Российской Федерации №2170715, С03С 10/12, 27.07.2001, Бюл. №20), включающий измельчение исходного материала мокрым способом до получения шликера с плотностью 1,97-2,02 г/см3, тониной помола (остатком на сите 0,063 мм) 9-15% и рН 7,5-9,0, формирование из него изделий методом шликерного литья в пористые гипсовые формы и термообработку при 1170-1200°С в течение 4 часов до достижения пористости близкой к нулевой.

Недостатками способа являются: длительное формование заготовок, что приводит к высокому уровню брака, длительный режим обжига, что требует высоких энергозатрат на единицу продукции.

Наиболее близким к заявленному решению по технической сущности является способ получения изделий из спеченного стеклокристаллического материала литийалюмосиликатного состава (Патент на изобретение Российской Федерации №2222505, С03С 10/12, 27.01.2004, Бюл. №3, прототип), включающий измельчение предварительно закристаллизованного стекла мокрым способом, предварительное формование в гипсовых формах заготовок произвольной формы, которые подвергают повторной переработке в шликер с плотностью 1,97-2,05 г/см3, тониной помола (остатком на сите 0,063 мм) 9-15% и рН 7,5-9,0, формование изделий и термообработку при температуре 1210-1250°С в течение 1-3 ч при скорости подъема и снижения температуры 500°С в час.

Этим способом получают изделия в широком диапазоне значений пористости и диэлектрической проницаемости.

К основным недостаткам этого способа следует отнести следующие:

1) низкая плотность шликера (1,97-2,05 г/см3) и связанная с этим длительность набора заготовок (27-30 ч), что вызывает брак на этапе их формования;

2) трудность обеспечения нулевых значений водопоглощения при заданных технологических режимах получения обтекателей (спеченный материал обладает плотностью 2,21-2,50 г/см3, пористостью от 14,0 до 1,14%);

3) сравнительно низкая прочность материала обтекателей (80,0-110,0 МПа).

Задачей настоящего изобретения является снижение длительности формования за счет увеличения плотности шликера, снижение водопоглощения и повышение прочности стеклокристаллического материала обтекателей.

Поставленная задача достигается тем, что предложен способ получения изделий из спеченного стеклокристаллического материала литийалюмосиликатного состава, включающий измельчение предварительно закристаллизованного стекла мокрым способом, предварительное формование заготовок произвольной формы, которые подвергают повторной переработке в шликер, формование изделий и термообработку, отличающийся тем, что измельчение исходного материала осуществляют 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%, заготовки произвольной формы измельчают мокрым способом до получения высококонцентрированного шликера с плотностью 2,10-2,14 г/см3, тониной помола 5,5-6,9% и содержанием частиц размером менее 5 мкм 30-39%.

Экспериментально установлено, что для получения высококонцентрированных шликеров из закристаллизованного стекла 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% оптимальное количество дисперсионной среды (дистиллированной воды) должно составлять 16-17% от массы измельчаемого материала.

Экспериментально установлено, что измельчение заготовок произвольной формы до получения высококонцентрированного шликера с плотностью 2,10-2,14 г/см3, тониной помола 5,5-6,9% и содержанием частиц размером менее 5 мкм 30-39% должно происходить при количестве дистиллированной воды 16-17% от массы измельчаемого материала. При этом длительность формования заготовок изделий сокращается в среднем в 2 раза.

Предложенный способ реализован следующим образом.

В качестве исходного материала используют гранулят литийалюмосиликатного стекла состава (вес. %): Li2O - 3,6-3,9; Al2O3 - 24,0-26,0; SiO2 - 62,5-65,5; TiO2 - 4,3-5,5; BaO - 0,9-1,1; ZnO - 0,8-1,0, As2O3 - 0,0-0,6, Sb2O3 - 0,0-0,6, закристаллизованный путем двухстадийной термической обработки - при температуре первой стадии 650°С и выдержке в течение 5 часов, далее при температуре второй стадии 1180°С и выдержке в течение 6-12 часов. Основной кристаллической фазой полученного материала являются твердые растворы β-сподумена.

Для помола в мельницу загружают закристаллизованное стекло, корундовые мелющие тела и дистиллированную воду, проводят мокрый помол в течение 8-10 часов. Стабилизацию осуществляют механическим перемешиванием в течение 20-24 часов. Полученный шликер имеет следующие параметры: плотность 2,10-2,13 г/см3, тонину помола (остаток на сите 0,063 мм) Т63 5,0-7,5%, содержание частиц размером менее 5 мкм составляет 30-35%. Из полученного шликера формуют заготовки произвольных размеров.

Заготовки произвольных размеров измельчают мокрым помолом с дистиллированной водой в мельнице с корундовыми мелющими телами. Длительность помола составляет 1-2 часа, стабилизации - 20 часов, значение рН регулируют добавлением соляной кислоты. Параметры полученного шликера следующие: плотность 2,10-2,14 г/см3, тонина помола 5,5-6,9%, содержание частиц размером менее 5 мкм 30-39%.

Из полученного шликера формуют заготовки изделий, затем их сушат и подвергают термической обработке при температуре 1240-1250°С в течение 5-7 часов.

Параметры шликера, длительность набора заготовок и свойства спеченного материала заготовок представлены в таблицах 1, 2.

Представленные данные показывают, что предлагаемый способ позволяет получать шликеры с плотностью не менее 2,10 г/см3, что сокращает длительность формования заготовок в среднем в 2 раза и обеспечивает получение беспористого стеклокерамического материала (водопоглощение не более 0,06%) с высокой механической прочностью (более 120 МПа). Наиболее благоприятными условиями получения беспористого стеклокерамического материала является температура обжига 1250°С, длительность обжига 7 часов. По заявленному способу изготовлены радиопрозрачные обтекатели, которые подтвердили свою работоспособность при проведении комплексных испытаний, имитирующих условия эксплуатации современных и перспективных ракет.

Источники информации

1. Патент на изобретение Российской Федерации №2170715, С03С 10/12, 27.07.2001, Бюл. №20.

2. Патент на изобретение Российской Федерации №2222505, С03С 10/12, 27.01.2004, Бюл. №3.

Способ получения изделий из спеченного стеклокристаллического материала литийалюмосиликатного состава, включающий измельчение предварительно закристаллизованного стекла мокрым способом, предварительное формование в гипсовых формах заготовок произвольной формы, которые подвергают повторной переработке в шликер, формование изделий и термообработку, отличающийся тем, что измельчение исходного материала осуществляют 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%, заготовки произвольной формы измельчают мокрым способом до получения высококонцентрированного шликера с плотностью 2,10-2,14 г/см3, тониной помола 5,5-6,9% и содержанием частиц размером менее 5 мкм 30-39%.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к производству технической керамики кордиеритового состава, обладающей высокой термостойкостью, прочностью и хорошими диэлектрическими свойствами.

Изобретение относится к области огнеупорных материалов и может быть использовано для получения огнеупорного материала. Техническим результатом изобретения является повышение плотности и рабочей температуры изделий.
Изобретение относится к производству керамических изделий радиотехнического назначения типа керамической оболочки головного антенного обтекателя скоростных зенитных и авиационных ракет.
Изобретение относится к огнеупорным конструкционным материалам для изготовления термостойких керамических изделий на основе кордиерита, которые могут найти широкое применение в металлургии, машиностроении и химической промышленности в качестве огнеупоров, фильтров и носителей катализаторов.
Изобретение относится к производству технической керамики, а именно к составам шихт для получения кордиеритовой керамики. .

Изобретение относится к жаростойким волокнам, полученным золь-гельным методом, которые могут быть использованы в качестве термоизолирующих материалов, например, в опорных конструкциях тел катализаторов для борьбы с загрязнением окружающей среды в автомобильной системе каталитического дожигания выхлопных газов и фильтров для твердых частиц в отработанных газах двигателя.
Изобретение относится к производству огнеупоров и может использоваться в промышленности огнеупорных материалов и в металлургии. .

Изобретение относится к керамической промышленности и может быть использовано при изготовлении стеклокерамических изделий методом водного шликерного литья в пористые формы.

Изобретение относится к области технологий неорганических веществ и касается процессов получения кордиеритовых огнеупоров из смеси глины, периклаза и оксида алюминия.
Изобретение относится к производству керамических изделий радиотехнического назначения и может быть использовано при производстве керамической оболочки головного антенного обтекателя скоростных зенитных и авиационных ракет.

Изобретение относится к производству высокотермостойких радиопрозрачных керамических материалов в бесщелочной магнийалюмосиликатной системе, используемых в изделиях радиотехнического назначения.
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.

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.
Изобретение относится к производству керамических изделий радиотехнического назначения типа стеклокерамической оболочки головного антенного обтекателя скоростных зенитных и авиационных ракет.
Изобретение относится к огнеупорной промышленности, а именно к производству крупногабаритных кварцевых тиглей для плавления кремния, применяемого в полупроводниковой промышленности.
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 производству керамических изделий радиотехнического назначения типа стеклокерамической оболочки головного антенного обтекателя скоростных зенитных и авиационных ракет.
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 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