Керамическая масса для получения электротехнического фарфора
Владельцы патента RU 2738214:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный гуманитарно-педагогический университет" (ФГБОУ ВО "ЮУрГГПУ") (RU)
Изобретение относится к керамической массе для получения электротехнического фарфора. Использование: производство электрокерамических материалов высоковольтных изоляторов. Технический результат: снижение температуры обжига и повышение прочности. Сущность изобретения: масса содержит глину огнеупорную, каолин, фарфоровый бой, стеклообразующий компонент в виде гранитной дресвы Чебаркульского месторождения, при этом указанные компоненты массы взяты при следующем соотношении компонентов, мас. %: каолин 20-26; глина огнеупорная 18-22; полевой шпат 18-24; дресва 23-27; фарфоровый бой остальное. Положительный эффект: снижение температуры обжига до 1200-1220°С, повышение прочности полученных изделий на изгиб до 85,15 МПа.
Изобретение относится к производству электрокерамических материалов высоковольтных изоляторов.
Известна керамическая масса для изготовления фарфора, содержащая песок кварцевый, каолин, глину, фарфоровый бой, пегматит или полевой шпат, дистен-силлиманитовый концентрат (Авторское свидетельство СССР на изобретение №547429, Фарфоровая масса, МКИ С04В 33/26, от 25.02.77).
Недостатком указанной массы является высокая энергоемкость способа получения продукта вследствие необходимости обжига при высокой температуре, а также высокая и нестабильная усадка.
Наиболее близкой заявляемой керамической массе для получения электротехнического фарфора является масса, содержащая огнеупорную глину, песок кварцевый, микроклиновый продукт 2МК-2-12-16, каолино-кварцевую смесь, фарфоровый бой (Патент РФ на изобретение №2539059, Керамическая масса для получения электротехнического фарфора, МКИ С04В 33/24, оп. 10.11.2014). Эта масса по сравнению с указанной ранее массой позволяет снизить температуру обжига до 1250-1280°С, а также обеспечивает низкую и стабильную усадку в пределах 8-9%. Однако температура обжига остается достаточно высокой. Помимо этого, данный состав не позволяет получить фарфор повышенной прочности.
Таким образом, основными недостатками наиболее близкого аналога являются повышенная температура обжига, а также низкая прочность.
Технической проблемой при получении фарфора является недостаточная прочность, высокая энергоемкость, связанная с высокой температурой обжига.
Техническим результатом предлагаемого решения является повышение прочности и снижение температуры обжига.
Технический результат в предполагаемом изобретении достигается за счет того, что керамическая масса для получения электротехнического фарфора, включающая глину огнеупорную, каолин, фарфоровый бой, стеклообразующий компонент, согласно предлагаемому решению, содержит в качестве стеклообразующего компонента гранитную дресву Чебаркульского месторождения, при этом указанные компоненты массы взяты при следующем соотношении компонентов, мас. %:
| каолин | 20-26; |
| глина огнеупррная | 18-22; |
| полевой шпат | 18-24; |
| дресва | 23-27; |
| фарфоровый бой | остальное |
Гранитная дресва Чебаркульского месторождения содержит в мас. %: свободный кварц 83,18-85,13; каолинин включающая глину огнеупорную, каолин, фарфоровый бой, стеклообразующий компонент - 1,72-2,70; полевой шпат - 12,58-13,60; примеси 0,47-0,52. Химический состав гранитной дресвы Чебаркульского месторождения, мас. %: SiO2 - 83,78-93,20; Аl2O3+TiO2 - 3,14-4,60; Fe2O3 - 0,28-0,30; СаО - 0,01-0,43; MgO - 0,19-0,66; (K2О+N2О) - 1,65-1,404; ПМПП - 59 - 0,087.
То, что керамическая масса содержит в качестве стеклообразующего компонента гранитную дресву Чебаркульского месторождения, позволит за счет эвтектических смесей дресвы с остальными компонентами и прежде всего с фарфоровым боем снизить температуру обжига. Эти же соединения способствуют повышению прочности на изгиб полученных изделий.
Содержание в массе гранитной дресвы менее 23 мас. %, как и содержание полевого шпата менее 18 мас. %, ведет к увеличению температуры обжига, а содержание дресвы более 27 мас. %, как и содержание полевого шпата более 24 мас. %, снижает прочность получаемых изделий.
Керамическую массу для получения электротехнического фарфора готовят следующим образом.
Ведут совместный тонкий мокрый помол указанных сырьевых компонентов в указанном составе в шаровой мельнице и просеивают полученный продукт на сите.
Готовый шликер под давлением подают на сушку, где происходит испарение воды и образование гранул керамической массы. Формовочная влажность массы после обезвоживания - 21,5%.
Затем ведут формование керамических изделий. Возможны все виды формования изделий (ручная формовка, пластическое формование на полуавтомате, прессование, литье в гипсовые формы). Затем изделия сушат в любой сушилке - конвективной, радиационной. Температура сушки 90-100°С при относительной влажности воздуха 10-15%. Высушенные злектофарфоровые изделия обжигают при температуре 1200-1220°С.
Согласно предлагаемому решению была получена керамическая масса со следующим содержанием компонентов, мас. %: полевой шпат -22; каолин - 23; глина огнеупорная- 20; гранитная дресва - 25; бой фарфоровых изделий 10.
Указанная масса была подвергнута обжигу при температуре 1220°С.
Полученные после обжига изделия имели прочность 85,15 МПа и высокую термостойкость - более 10 теплосмен.
Предлагаемая керамическая масса найдет применение в электротехнической промышленности для изготовления высоковольтных изоляторов.
Керамическая масса для получения электротехнического фарфора, включающая глину огнеупорную, каолин, фарфоровый бой, стеклообразующий компонент, отличающаяся тем, что она содержит в качестве стеклообразующего компонента гранитную дресву Чебаркульского месторождения, при этом указанные компоненты массы взяты при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| каолин | 20-26 |
| глина огнеупорная | 18-22 |
| полевой шпат | 18-24 |
| дресва | 23-27 |
| фарфоровый бой | остальное |
