Способ глазурования керамических изделий

 

Б. П. Тарасевич, В. И. Коновалов, В. М. Гонкж, Г

О. С. Сироткин и Е. В. Кузнец (72) Авторы изобретения

1Г Ашмарин, л; 5:. . ) 1, с

Казанский химико-технический институт им. С. Кифова" и Татарское производственное объединение про ейййЫйО" ь,":, строительный материалов Гатарстройматерйнли

{73) Заявители (54) СПОСОБ ГЛАЗУРОВАНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к производству глазурованных керамических изделий и может быть использовано при глазуровании изделий из керамики, стекла, ситаллов и других силикатных материалов в промышленности строительных матерна- s лов, элекгротехнической, радиоэлектронной, оптико-механической, стекольной, бытовой керамики и других отраслях.

Известен способ глазурования керамических изделий путем обработки изделий парами пятиокиси фосфора (1 .

Наиболее близким к предлщ.аемому является способ глазурования керамических изделий путем их нагрева, обработки газообразным реагентом в присутствии паров воды с последующей выдержкой и охлаждением.

Согласно этому способу глазурованив керамических изделий осуществляют путем

20 их нагрева изделий и обработки парами пятиокоси фосфора и воды при температуре S50-1050ОС с последующей выдерюккой изделий при 950-1100ОС в

2 нейтральной среде и охлаждением до комнатной температуры (23 .

Недостатком известного способа является необходимость проведения процесса при температурах свыше 950 С (прак0 тически около 1000ОС и выше), что существенно отражается на тепловом балансе процесса и приводит к повышеным энергозатратам, потребности в теплоизоляции и т.д. Кроме того, реализация известного способа затруднена тем, что температура 1000 С является практической для многих конструкционных материалов общепромышленного казна= чения, особенно с учетом коррозионной аггивности Р О О

Бель изобретения — снижение энергозатрат.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу глазурования керамических изделий путем их нагрева, обработки газообразным реагентом в присугсвии паров воды с последующей иыдержкой и охлаждением, обработку про948979

3 водят борным ангидридом при 8009000С.

Обработка изделий в парогазовой фазе В О -Н О обеспечивает снижение энергозатрат и упрощает процесс газофазного получения борсодержащий глазуpeN с новым коплексом свойств.

Пример 1. Проводят глазурование керамических изделий, изготовленных на основе глин Никифоровского месторожде- 1о ния, имекицих хиьический состав, мас.%: 1о 57 65; А9 0 20-21,2; т о 20,8; Fe O>9,5 11; СаО 0,45; М О 1,12; Ма?О 03 К?О 2,33;п п. п - ocvsm15 ное.

Вариант 1. Глазурование в устройстве периодического действия.

Изделия помещают в реакционную ячей-: ку и нагревают до температуры реакции

800-900 С, после чего производят поо zo дачу парогазовой смеси В?О -Н,?0 путем гидротермвльной деполимеризации насадки. борсодержвщего сырья, например борной кислоты, и сублимации образующихся

25 мономерных соединений В О под воздействием тока водяного пара. казанный прием позволяет переводить в парогаэовую фазу значительное количество мономерных соединений В 1О> при относительно низких температурах, что дополнитель- 5В но способствует снижению энергозатрат на данной стадии процесса. В табл.«1 представлены данные концентрации В?О в парогазовой фазе В С -Н1О в зависимости от температуры насадки (коммер- 35 ческая борная кислота ГОСТ 18704-78 марки Б) при постоянных параметрах водяного пара (р 1 атм, 4 =120оС).

Толщина образуемых стекловидных пленок зависит. от времени обработки в 4" пределах 5-30 мин, температуры и концентрации В?ОЗ в парогазовой фазе..

Затем изделия подвергают выдержке (термообработке) в воздушной атмосфере при

900-1000 С. В процессе термообработки завершаются процессы взаимной диффузии элементов в составе покрытия по толщине (например, Si В, М и т.д.).

Время стабилизирующей выдержки составляет 30-60 мин. Готовые изделия ох- 5в лвждают до комнатной температуры, причем получение глазурей, синтезируемых при различных температурах, т.е. с о рвэованием в них связей Si -О-В, в данном случае имеет место даже при 700оС.55

Вариант 2. Глвэуроввние в устройстве непрерывного пой<".г ия.

В этом случае для глвзурования ис» пользуют усгройство для обжига и обработки керамических иэделий, в котором иэделия на конвейере последовательно проходят через эоны нагрева, обработки газообразным стеклообразукецим реагентом, термообработки и охлаждения. Основные закономерности формирования глазурей при этом аналогичны описанному периодическому процессу. В отличие от парогазовой ;фазы 1ф С -Н О парогвзовая фаза В О - О не только не оказывает корродирукицего воздействия на конструкционные стали, но и способствует повышению их устойчивости к окислению при повышенных температурах. Спектральный анализ глазурей, полученных описанным способом, показывает, что в состав глазури наряду с ВвО входят окислы элементов, содержащихся в материалах керамической подложки.

Глазурь, полученная на изделиях при их обработке парогазовой фазой В О -Н;О при 900ОС в течение 30 мин с последующей термообработкой, в отсутствие паров

В?О -Н, О в течение 60-90 мин после кипячения в воде в течение 4 ч не имеет признаков разрушения.

Пример 2. В условиях, аналогичных примеру 1, получаюг борсодержащие глазури на керамических изделиях из глин Кощаковского месторождения ТАССР.

В табл. 2 представлены характеристики изделий, полученных согласно предлагаемому способу, в сравнении с харвкгеристиками иэделий, полученных согласно известному способу (2) Использование предложенного способа позволит получать борсодержашие глазури на различных изделиях из синтетической керамики типа СК-1, УФ-46, М-7, а также на керамических подложках из природного глинистого сырья различных месторождений. ! Таким образом, предлагаемый способ позволяет осуществлять газофазный синтез борсодержащнх глазурей на. различных типах керамических подложек и обеспечивает снижение энергозатрат в процессе производс гвв, а также упрощение процесса получения борсодержвших глазурей с новым комплексоМ свойств, т.е. глазурей, обладакацих высокими электроиэоляционными свойствами, с повышенной гидролитической стойкостью и с повышенными декоративными кочестввми.

948979 .

Таблица1

С 134 140 149 160 170 180 190 195 197 230 251

Концентрация

1,1 1,60 2,07 2,39 3,19 3,85 5,30 6,16 7, 18 8,07 9,37

Т аблииса2

Потери веса глазури при кипячении в воде в течение 1 ч, мг/см

0,10-0,1 1

0,05-0,06

Удельное электрическое сопротивление, Ом см

2,2 10

2,8r10

Коэффициент отражения (блеск) 0,51

0,67

Окраска черепка после обработки

Красно-коричневая с вишневым оттенком

Оранжево-красная

Составитель Б. Тарасевич .

Редактор Л. Алексеенко Техреду(.Кастелевич Корректор М. Шароши

Заказ 5694/6 Тираж 641 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проезггная, 4

Формула изобретения.; ао

Способ глаэурования керамических из» делий путем нагрева иэделий, обработки их газообразным реагентом в присутствии паров воды с последукщей выдерккой и охлаждением, о т л и ч а ю ш и и с я

43 тем, что, с целью снижения энергозатрат, обработку проводят борным ангийридом при 800-900оС.

Источники информации» принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетеаютво СССР

¹ 294823, кл. С 04 В ЗЗ/34, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР № 600119, кл. С 04 Й 41/06, 1975.