CS220402B1 - Method of manufacturing non-porous sinterable pieces of high mechanical strength - Google Patents

Method of manufacturing non-porous sinterable pieces of high mechanical strength Download PDF

Info

Publication number
CS220402B1
CS220402B1 CS554575A CS554575A CS220402B1 CS 220402 B1 CS220402 B1 CS 220402B1 CS 554575 A CS554575 A CS 554575A CS 554575 A CS554575 A CS 554575A CS 220402 B1 CS220402 B1 CS 220402B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
glass
temperature
less
zirconium
weight
Prior art date
Application number
CS554575A
Other languages
English (en)
Inventor
Joachim Wiegmann
Gunther Kruger
Joachim Graul
Walter Liebschwager
Werner Tummler
Original Assignee
Joachim Wiegmann
Krueger Guenther
Joachim Graul
Walter Liebschwager
Werner Tummler
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DD18045674A external-priority patent/DD116815A1/xx
Priority claimed from DD18677075A external-priority patent/DD119200A1/xx
Application filed by Joachim Wiegmann, Krueger Guenther, Joachim Graul, Walter Liebschwager, Werner Tummler filed Critical Joachim Wiegmann
Publication of CS220402B1 publication Critical patent/CS220402B1/cs

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/48Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates
    • C04B35/481Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates containing silicon, e.g. zircon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/48Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates
    • C04B35/486Fine ceramics
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/63Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
    • C04B35/6303Inorganic additives

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Description

Vynález se týká způsobu výroby neporézních slinovatelných tělísek vysoké mechanické pevnosti, na bázi zirkonu a skla, za přísady tvářecích prostředků, které při teplotách nepřevyšujících 700 °C se opět odstraní. Vlastnosti vyrobených slinovatelných tělísek odpovídají hlavním požadavkům kladeným na elektrotechnické materiály (s elektrickou průraznou pevností pří 50 Hz 300 kV/cm v neglazovaném stavu a specifickým objemovým odporem při 20 °C
1012 až 1018P.cm a při 800 °C 1 O6 * * * 10 * až 10^í?.cm). S ohledem na mechanickou pevnost jsou zčásti dokonale splněny požadavky kladené na vysoce pevné porcelány (pevnost v tahu glazovaných 85, neglazovaných 75 MPa; pevnost v ohybu glazovaných 190, neglazovaných 180 MPa).
Je známo, že elektrokeramické výrobky z hořečnatých křemičitanů,.hlín a tavících přísad jako živce popřípadě uhličitanu barnatého se vyrábí vypalováním při teplotách nad 1 3 5C °C. Při tom se tvoří keramický střep, který sestává ze skelné fáze a krystalické fáze protoenstatitu. Elektrické vlastnosti střepu jsou v podstatě určeny chemickým složením skelné fáze. Jestliže obsahuje alkálie, pocházející z tavícího prostředku živce, tak vykazují výrobky elektrickou průraznou pevnost při 50 Hz 2CC kV/cm, dielektrický ztrátový faktor při 50 Hz 2,5 až 3,0 .1O~1^ a specifický objemový odpor IC12 až iC1^í’2.cm při 2C °C. Při použití tavidla uhličitanu barnatého stoupá naproti tomu průrazná pevnost, ztrátový faktor klesá a specifický objemový odpor se stoupající teplotou se nepatrně zmenšuje.
Dále je známo, že se přísadou zirkonu (ZrSiO^ - křemičitanů zirkoničitého) do hlinitokeramických výrobků namísto hlíny a popřípadě nebo křemene se dosáhne zlepšení vlastností. Mechanická pevnost, odolnost vůči střídání teplot, odolnost vůči chemikáliím a dielektrická pevnost i při zvýšených teplotách takovýchto keramických výrobků, obsahujících zirkon se značně zvýší. Z tohoto důvodu byl zirkon zaváděn i v elektrckeramických výrobcích typu steatitu, jejichž elektrická průrazná pevnost se ale pohybuje pod elektrickou průraznou pevností
2204C2 předmětu podle vynálezu. Kromě tohc_ se zvyšuje potřebná vypalovací.teplota.
Vysoké vypalovací teploty, které způsobují přioozeně vysoké náklady, Jsou u jmenovaných keramických výrobků nezbytné, protože pro vytvoření skelné a krystalické fáze keramického střepu, určujících jeho vlastnosti je nutné určité mooství tavné fáze. Tato se ale vytvoří teprve tavením tavící přísady, obsažené ve vytvářecí hmotě. Z primárně vytvořené taveniny mohou potom vycházet další fyzikální a chemické přeměxny. Tyto vyžadují opět vysoké vypalovací teploty, aby se mohly dosáhnout technicky pootaěuuící reakční rychloosi.
Je známo, že se relatvvně vysoké vypalovací teploty obvyklých keramických hmot dají snnžžt zvýšením podílu tavící přísady v obvyklých hlinitkkeramických tvářecích hmotách je ale omezeno, nebol při vypalování dochází k nevyhnutelným deformacím vyráběných obrobků a popřípadě.není možné dosáhnout jeho zvýšeného skelného poddlu.
Je také známo, že použitím předem zhotovených skel a popřípadě skleněných frit jako nosičů tavících přísad v obvyklých tvářících hmotách je možné snnžžt vypalovací teplotu. Avšak sní^ní vypalovací tepLoty na 1 000 °C u ^с^ИоуЗ^1 nebo ftetteriovvýcl nebylo možno až dosud vzhledem k reakcím pro vytvoření skelné a krystalické fáze urči^uzíeí fyzikální vlastn^o^, nutných při dosažení požadovaných vlastnost ma^erá^, techniky dosáhnout.
Z.US patentového spisu 3 673 092 je známo, že nepropustné keramické filmy s tioušlkou asi 80/um pro vícevrstvá dielektrika v elektronických stavebních prvcích se mohou vyrooiii sinnováním smměl testávvjíeí ze 40 až 60 % hmot. jemně rozemletého olovoatobr'yuiboгokřemičitého skla a 60' až 40 % hmot, krysta^ckého maatelálu, například- zirkonu, mohou vyrobit při tejpl^ě pod 1 000 °C. Dále je z US patentového spisu 3 707 -499 známa výroba asi 50/um siných vrstev z keramického mat^er-álu snovým tsskem. Zde se vyp^ai^ují amměi testávvjíeí ze 75 dílů hmot, ne,jjemnněi rozemletého tltvoattbaeyuiiooetke[πi<iU·~ tého ď^la a 25 dílů hmoo· nejjemněi rozemle^ta zirkonu při 700 °C na pájitelné a při 875 °C na nepájiteluré electrooieké spínací prvty.
Z obou US patentních spisů lze od^odt, že pro speecální účel potžstí keramické hmoty pro tenké íieleCtrecké vrstvy by tylo nutné použžt sklo se zvláštními, účeeupouužtí přizpůsobenými vlastnostmi. Obsahy olova, barya a kysličníku boritého, uvedené v US patentních spisech jsou neztytné pro dosažení požadovaných elektrických a- viskožitních . vlastností skla. Z chemických složení skla uvedených v patentových spisech, může odborník že jejich průměrné termic^ souččdtele etztrsnotsi /Alk/ se pohybuuí mezi 20 až 400 °C v etzm^z:í 5,0·10“® K*' , čímž nejsou ářiápŮ8obeoy pouH vánému zirkonu /ac/ 20 až --- °C/= 3»8, Ю’®К’/. Dále se ^ppočtaaí mooluly pružnoosi těchto skel na 65 až 70 GPa. jejich ponížtí ve spojení se zirkonem působí, že z nich vyrobené výrobky nemohou dosáhnout požadovaných ieehar0ekýeh pevnost - v . neglazovaném stavu, jakož i pevnc^si v tahu 45 MPa a pevnc^si v ohybu 140 MPa.
Vynález si klade za základní úlohu ^vinout při odstranění nedo^^atků stavu techniky, způsob výroby neporézních sSnovateliých tělísek vysoké mechanické peπюtSi na bázi zirkonu a skla, která by vykazovala v neglazovaném stavu při 50 Hz de^^ckou průraznou pevnost 300 kV/cm a speecfický objemový odpor Ю12 až pki 20 °C a 10® d 10? P.cm při
800 °C. Tělíska maj nepropustně slinovat při teplot^h oisšíeh než 1 050 °C. Mechanici vlastnces! se maaí blížit vysoce pevným porcelánům, bohatým na přioozený kysličník hlinitý.
Podd 1;гЪг způsobu výroby ne porézních ^Пп^г^!^^ tělísek vysoké miehhr0eké pevne^si na bázi zirkonu a skla za pMsaty ^^edch prostře^ů . tteré se při ^plot^h pod 700 °C opět oddirairt, spočívá v tom, že se připraví vroucí směB, seesávvaící z 64 až 37 dílů hmot, rozdrceného zirkonu s hmotnostním rozděleném velikoati zrna poddlu zrna pod 30/Um'více než 95 % , poddlu. zrna pod 6,3 /um více než 30 %, poddlu zrna pod 2,0 ^um více než 12 % . a 36 až 63 dílů hmot, rozdrceného hořečxniréyájeentohlinnitkřciiδitéht skla z rozmezí chemického složení, vyjádřeného v % mooárních
Si02 55 až 85 %
a3 12 až 18 %
MgO 5 až 20 %
CaO 4 až 14 %
б2°з stopy 10 %
BaO stopy 3 %
ZnO stopy 5 %
Fe2 O 3 stopy 1 %
r2o méně než 0, >5 %
e až 0,3 % čeřícího prostředku, jehož tepLota přeměny Tg je mezi 600 až 750 °C, jehož teplota měknut.! je mezi 760
870 °C, nebo mez! 900 až 1 000 °C, jehož toplota při které dosáhne specCfické elektric vodivostmi toto6 Srn“1 je větší než 500 °C, jehož modul pružnoasi E je větší než 8 Tpa a jetoož ltoeářní tormic^ ^e^cient roztažnooto Ak při 20 až '400 °C je menší než 4,5 .to4 K-1 , s tonotoostúím rozdělením velkosti zrna podílu zrna pod 1 5 ^urn více než 95 % podílu zrna pod 2 /um více než 25 %, načež ke směěi přidá tvářecí prostředek a z této směěi se tváří Ш^з, která se zahřej na tepLotu mezi 9251050 °C, s výhodou mezi 950 až 1 000 °C, popřípadk se na tuto teplotu zahřej za protHevy při teploto pod 725 °C a při toto toploto se nepropustně slinuj a popřípadě se prodloužením doby slinování, nechá z větší částo vykrystalizovat skelná fáze.
jako výsledek rozsáhlých pokusných prací mohlo bý konstatováno, že vlastnost tělísek, uvedené shora lze dosáhnout pouze s řořcδnaaovááeeatohlinitotřcmičitým sklem uvedeného složení. Aby tylo možno zaruččt slinování směěi podle vynálezu na neporézní slinovatelná tělíska, je nutné zvooit chemické složení a přípravu, jakož i režim vypalování tak, aby bkhem procesu vypalování nedocházelo k žádným blokováním sinování krystalizací skelné-fáze samotné nebo ve spoluekci se zirkonem. Krystalizace skelné fáze samotné nebo ve spoluakci se zirkonem po nepropustném slinování . směki . neznamená ale zhoršení vlastností vytvořených slinovatelných tělísek. Dále bylo možné konntatovat, že skla podle vynálezu se musí svým termickým roztažením přizpůsobbt termickým vlatinksCem roztažení zirkonu. Tak by mši rozddl průměrným toneárních teimických sou^ntoelů roztažn^to od 20 °C až do teploty přeměny skla mezi zikkonem /W . . 750 °c /= 4,4.10“^“V a skly činit mtucimálté 1,0.to-4K-1. Daaší nezbytné fyzikální vlastnost skel podle vynálezu jsou uvedeny vpředu.
jako zirkonová surovina se může používat- .buSL čistý rozemletý zirkon ' nebo prodejný rozdrcený - zirkonový koncennrát násled^ícího složení:
ZrSi^O4 nejméně 94,0 dílů hmot.
AI2O3 a ne na zirkon vázaný SlOg nejméně 4,0 dílů hmoo.
Ti02» Fe2°o» CaO,
R20 nejvýš 0,8 dílů hmoto
Směs podle vynálezu se dá v rámci technicky uiájitenného času nepropustně sin^ovat asi od teploty měknuní skla, přtoemž se zřetelem na možnou deformaci během vypalování jsou teploty mezi 25 až 75 °C nad teplotou měknuto .slcla obvzlá^ě př^n^á.
Slinkoatclná tělíska, vyrobená podle vynálezu, odseauLuí veškerý obsah zirkonu, obsažený ve směsi suroviny, v - nezměněné formě, jako to - bylo - zjištěno rcutgcndífrantomeCricny a mikroskopickým zkoumáním struktury. Mikroskopie dále potvrdila, že tvar zrna a velikosti rozdělení.zirkonu ve slinovateliých tělSskách odppoVdiaí těmto ve výchozí směsS. Toto chování podrninuJe, že pro dooílení . neporéznnosi slinovatelných tělísek musí být p^č^ilL akla složení podle . vynálezu nejméně tak velký, aby mohl vyPi^t vSechny dutiny, které při uspořádání podilu zirkonu vzniknou. Vyěěí poddly skla jsou z hlediska sHnování přípustné. Při ppíliš velkém poddlu skla se ále zmenšuje pevnost sinnovateliých tělísek.
Mechanická pevnost sHnovatelrých tělísek podle vynálezu je určena jak rozdělením zrna složek ve střepu, tak i termickými . a mechanickými vlastnostmi skla, které se meaí podle vynálezu pouuívat. Od Ak hodnoty skel, přippůsobené Ak hodnotě zirkonu, nelze'očekávat pouze dobrou stálost při střídání teplot, nýbrž tato poskytuje, jak je známo, pouze malé napětí . v tahu v heterogenním střepu. Dále hoiřnδnonoolpρnctnhlhnittkřnmičitá skla podle vynálezu ovlivňují svými vysokými moduly pružnoosi větší pevnoosi než by bylo možno připustit že srovnatelných podmínek u skel s nižším mi moduly pružnost.
RenOgenooгanická a mikroskopická zkoumání struktury sinnovateliých tělísek ze zirkonu a htřečnattváρeninoOřemičiiého skla s ne příliš malým gbsahem kysličníku boritého projevovala až dosud ve skelné fázi jen nepatrnou krystalizací. Ze skelné fáze slinovatnllýih tělísek ze . zirkonu a tém^ř kysličníku boritého prostého hořečnanovlppnntohliniitkřnoičitého skla mohou na konci nepropustného sírování odddlit . značné poddly přineiienšíi dvou krystalídých fází / živec arnoořhitového.typu, jakož i hořečnonoOlinitý. křemičitan, odppovddaící cot'dieeiiu s rozrušenou mřížkou /, které byly prokázány uvedenými metodami. Takovéto krystalCcké sloučeniny výhodně sta^ii-izuí slintlnteloá tělíska vůči deformacím, vznikajícím v důsledku zoí^Si^o^u:í skelné fáze během procesu vypalování.
Drcení použitého zirkonu, popřípadě koncennrátu zirkonu a skla podle vynálezu, se může provádět v jednom nebo ve více stupních, jedno olivě nebo společně za poo^^ o sobě známých drtících zařízení.
Předn^si způsobu podle vynálezu spo^^vají předevSím · v tom, že se mohou- vyrolbii neporézní tlinolaieliá tělíska na ; - bázi zirkonu a skla, která svými hlavními vlastnostmi odvlnstntteeo známých mntniálů s elektrikou průřezovou pevnc^sí při 50 Hz 300. kV/cm v neglazovaném stanu a s^cifiétoiu objemovou odporu při 20 °C Ю12 až i1^ p,m a při 800 °C Ю6 až 107 P.co, s téměř Iíoovo0!^ tvořením při tepotách pod 1 050 °C a podle ito za uSetření energie a pomocrých lyρaltvaccch,řprtnedků. TvÚřert se může provádět jak IKÍo licí břečky tak popřípadě liováním granulátu. Lití licí břečky popřípadě ^sování tvářecí hmoty podle vynálezu, se může provádět technologiemi, známými vkeramice. Poouití tlintlntelných tělísek podle vynálezu není omezeno pouze . na výrobky analogické statiku. Dík jejich vysoké meehanické pevncosi se dají používat místo jných vysoce pevných keramických materiálů, jako například vysoce . pevných porcelánů, bohatých na přiozený kysličník hlinitý, čímž se jejich oblast pcou^í značně rozěšří.
Vynález bude vysvětlen nás lednicí mi příklady:
Příklad 1
Suroviny:
1. mletím za sucha v laboratorním vibračním kulovém mlýně se ktncennrát zirkonu chemického složení:
Zr02 = 63,4 % hmot.
Si02 ' - 32,6 % hmdt.
A12°3 = 2,2 % hmdt.
ТЮ2 = 0,12 % hmot
F^3 = 0,10% hmot
CaO Φ 0,10 % hmot
R2° ztráta žíháním = 0,05 · % hmo^t
/550 °C/ = 0,36 % hmot
tak rozemele, že u mliLva vznikne následující rozdělení zrna:
Podíl
PoOdl
PocIí!
zrna menSí než zrna meriJí než zrna meiréí než
30,0 /um se rovná ·96 % hmot.
6,3 /um se rovná 48 % hmot.
2,0 /um se rovná 22 % hmot.
2. Slinovatelné sklo s následujícím chemickým složením:
Si02 A12°3
MgO CaO BaO
B2°3
Й20 <
a následující fyzikální parametry:
60,7 % mooárních
14,5 % mooárních
7.4 % mooárních 6,1 % mooárních
2.5 % mooárních 8,3 % mooárních
0,5 % mooárních
Ak / 20 až 400 °C/. = 3, ,8 .l^^stujjen*
T skel^ech. = 738 °C
Trněk. = 949 °c
*k 100 = 530 °c
E = 90 GPa
Sklo předložené ve formě frity se nejdříve rozdutí čelisoovým drtHem a protlaoováním maagintickým odlučovačem se zbi^^^dí železného otěru. Rozdrcené sklo se za mokra rozemele v laboratorním vibračním kulovém mlýně, takže se získá nássedtijící rozdělení· zrna:
Poodl zrna menší než 6,3 ^um se rovná 92 % hmot.
Poodl zrna menší než 2,0 ^um se rovná 34·% hmot.
Vždy 40,3 g skleněné suroviny a 59,7 g zirkonové se podrobí krátoodobému směšovacímu mleeí. K 86,5 g takto získané směsí se přidá 13,5 g vodného roztoku polyoinyLllkdhdlu a · za horka se promíchá. Prášek se přtUgrlnulujt a prošije síeem o velikosti ok 0,5 mm. Takto předem zpracovaná směs se slisuje na válcovité výlisky způsobem obvyklým pro Moování za sucha při IsoovicÍí tlaku ' 100 MPa. Dosažené íssovací hustoty se po^b^í meei 60 až 63 % teoretické hustoty. Vždy větší poíčeit výlisků se vsadí do· elektricky vytápěné · muífLové peci, zaseje na 600 °C a pdprddltoě 1 h za úaelem vyrovnání tepoty,· během níž se · spáH organicl^tty, se za^ej na . tepotu sanování rychlostí o^evu 2 °C/min. , při níž se zkušební těudržuuí · různě dlouho. Tvarové stálá slinovat-elná tělíska, odebraná po^ různém vypálení maj vlastnost:
charakteristická hodnota vypálení 1 vypálení 2 vypálení 3
teplota slinování ve °C 975 975 975
doba slinování v h 1 2 4
lineární smrštění vypalováním,
vztaženo na surový výlisek v % 11,6 11 ,8 1 1 ,8
objemová hmotnost v % teoretické
hustoty 92,3 93,3 93,3
výsledek zkoušky porozity porézní až
roztokem fuchsinu nepropustné nepropustné nepropustné
pevnost v ohybu /průměrná
hodnota 10 zkoušených tě- 115 153 153 151
lišek v MPa průměrný lineární termický koeficient roztažnoati při - 3,9 3,9 teplotě od 50 °C až do 400 °C v 10_6K_1
Hodnoty elektrických vlastností byly měřeny na z keramického hlediska vhodném vypálení a z tohoto měření vyplynulo následující:
Specificky objemový odpor v ohm.cm při 200 °C = 6,9 . Ю11
400 °C = 1 ,7 . 109
600 °C = 4,9 . Ю7
Dielektrický ztrátový faktor měřeno při
3,2 MHz = 10.3.Ю“4
Příklad 2
Suroviny:
1. Prodejný zirkonový koncentrát jako v příkladě 1
2. Střep přístrojového skla následujícího chemického složení:
57,7 % molárních
1,2% molárních A12°3
MgO
CaO
BaO r2o čiřící prostředek
14,4 % molárních
15,7 % molárních
8,5 % molárních
0,8 % molárních
0,4 % molárních
0,4 % molárních a následující fyzikální parametry:
Ak / 20 až 400 °C / = 4,3 .10“6K_1 Tskel. přech. = 738 °C TmSk. гк 100
E = 950 °C = 600 °c = 80 GPa
Sklo předložené ve formé střepu se nejdříve rozdrtí čilislovým drtičem na velikost zrna pod 0,8 mm a protlačováním přes magnetický odlučovač se zbaví železného otéru. Rozdrcené sklo se za mokra rozemele v laboratorním vibračním kulovém mlýně, takže vznikne následující rozdělení zrna:
podíl zrna menší než 6,3 podíl zrna menší než 2,0 /um se rovná 96 % hmot.
/um se rovná 33 % hmot.
Vždy 52,0 g skleněné suroviny se podrobí se 48,0 g zirkonové suroviny společnému směšovacímu mletí. Získaná směs se tváří a vypaluje jako v příkladě 1. Zkušební tělíska, odebraná po ochlazení vykazují následující charakteristické hodnoty:
charakteristická hodnota vypálení 1 vypálení 2 vypálení 3 vypálení 4 vypálení 5 vypálení 6
teplota slinování ve °C 955 955 975 975 975 975
doba slinování v h 2 4 0,5 1 4 6
lineární smrštění vypalováním vztaženo na surový výlisek v % 12,0 12,0 12,0 12,2 12,3 12,2
objemová hmotnost v % teoretické hustoty 93,5 93,3 93,6 94,4 94,6 94,2
výsledek zkoušky porozity
roztokem fuchsinu nepro- nepro- nepro- nepro- nepro- nepro-
pustné pustné pustné pustné pustné pustné
pevnost v ohybu /průměrná hodnota 10 zkoušených tyčí / v MPa 166 168 141 172 173 174
220402 8
chaaratteistická hodnota vypá- vypá- vypá- vypá- vypá- vypá-
lení . 1 lení 2 lení 3 lení 4 lení 5 lení 6
průměrný l.nneární termický koeeicient roztažnoosi při teplotě 50 °c až 400 °c v юА* 1 2 4,9 4,8 4,1 - 5,2 -
poodl celkové krystalické fáze ve střepu sinnovatenného tělíska v % hmot, zirkonu 70 85 75 80 90 95
Hodnoty elektrických vlastností byly měřeny na vypalováních 2 a 5, nejpříznivějěích z keramického hlediska a vyplynulo následující
hodnoty vlastností vypalování 2 vypalování 5
speecfický objemový odpor
v ohm. cm při 200 °C 10’3 1013
400 °C 1,4.100 , 2,0. 1010
600 °C 1 ,7.108 2,4. 108
Dielektrický ztrátový faktor
měřeno při 3,2 MHz 12,6.10-4 12,0.10-4
Příklad . 3
Suroviny;
1. Prodávaný zirkonový konceetrát následujícího chemického složení:
ZrO2
Si02 A12°3 tío2
Fe2°3
CaO
R2O ztráta žíháním /550
64,5 % hmot.
33,2 % hmot.
0,48 % hmot.
0,12 % hmot,.
0,10 % -hmot.
0,10 % hmot.
0,05 % hmot. °C/ 1,14 % htnoo.
Zirkonový konc cedrát se rozdutí mletím . za sucha v laboratorním vibračním kulovém mLýně tak, že vyplyne n^£^l.ec^ujlící rozdělení zrn meeiva:
poddl zrna menší než 30 yum se rovná 96 % hmot. poodl . zrna menší než 6,3 yum se rovná 55 % hmot. poodl zrna - menní než 2,0 /um se rovná 25 % hmot.
2. Sklo - ve formě fritý násled^ícího chemického složení:
Si02 ^2°3 MgO 61,5% mooárních 11,7 % modárních 9,0 % m^ol^irn^ch
CaO 11,4% modárních
ZnO 1,9% modárních
BaO 1,3% modártích
B2°3 2,7 % mooárních
Fe203 0,3 % mooárních
R20 0,2 % mooárních
a následující fyzikální parametry:
AK / 20 až 400 °C/
4,2.10’
-6K-1
T skel, přech
700 °C Tmgk
830 °C tk
100 >500 °C
GPa
VžUy mletd poU rozUšlení
2218,2 g skla a voUou. Pi tom zrna složek:
171,8 g Uochází zirkonového k Ualšímu Urcení koncentrátu se podrobí 8hoUinovému
Ve směsi jsou potom příoomny společnému n^sl-t^L^jjCcí a/ podUl zirkonu podUl zrna menšího podUl zrna menšího podUl zrna menšího než než než у-um se rovná 99, 5 % hmot
6,3 ^um se rovná' 60 % hmot.
/um se rovná 20 % hmot.
b/ pocUl skla podUl . zrna menšího než 15 ^um se rovná 99 % hmot.
podUl zrna menšího než 2,0 yum se rovná 35 % hmot.
Mletá licí břečka se jeUnak po příUavku roztoku polyvitylalkdhdlu odpooídajíčímu obsahu 0,5 % pa^^nyl-alkoholu v sušinS suší rozprašováním a jeUnak se z mleté licí břečky přísaUou prostřeUku k přimíšení Uá vyroobii licí břečka. Pro tento účel se hodí přísaUa kyseliny solné v takovém mnosstv, aby se v licí břečce hoUnota . 3 až 4, jakož i přísaUa 0,2 % hmoo, polyvinylalkoholu, vztaženo na sušinu.
Z granulátu, získaného při sušení rozprašováním se za poUmínek popsaných v příklaUS vyrobí výlisky a v^j^p^álí.
Slinovat-elná tSlíska výkazuj n^s^se^u^u^ící vlastnosti:
ihatat:teeistické hodnoty vypálení vypálení vypálení vypálení vypálení
t^lota slUo^ní ve °C 920 920 920 945 945
doba sIOhovSoÍ v h 2 4 6 2 '4
UneSmí smrštění pSlením vztaženo na surový výlisek v % 12,3 12,9 12,9 12,7 12,7
objemovS hmoonost v % čisté
hustoty 93,2 93,6 93,6 95,2 95,2
výsledek zkoušky porozity
roztokem fuchsinu nepro- nepro- nepro- nepro- nepro-
pustné pustné pustné pustné pustné
pevnost v ohybu /pnůměrnS hodnota 10 zkoušených tyčí / v MPa . 133 ' 198 184 194 165
Hodnoty elektriclých vlastností tyly měřeny na vypálení 4 a bylo zjiětěno následující:
Specifický'objemový odpor:
při 200 °C = 1Ο13 <Жт.сш při 400 °C = 6,1.108 ohm.cm při 600 °C = 1,6.108 ohrn.crn
Dielektrický ztrStový odpor měřeno při:
3,2 MHz = 12.104
Na ttllekSch téhož výpálení tyla dodatečně zkoušena elektrické pevnoot, ' pohybovala se nad 300 kV/cm.
Z licí břečky tyty vyrobeny výlisky lttírn.beečky bez vylévSní a litím na střep v sSdrových · formSch.
Usušené výlisky se daly za po&mnek, uvedených při vypalování 4 slinovat na tělíska s nepropustným střepem. Vykazovaly vlastnosU matterSlu, které jsou srovnatelné s vlastnostmi tělísek tvSřených Hsovací techioocgií a vypálených.

Claims (1)

  1. Způsob výroby nepo^ziních sl0novateltyih tělísek vysoké- mechanické pevnc^oU na bázi zirkonu a skla za přísady tv^e^ch pros·třeu, které se . při teplotSch pod 700 °C opět od^razn, vyztntující se tím, · že· . se připraví vroucí směs, sestáSo^cí ze 64 až 37 dílů hmot, rozdrceného · zirkonu 8 hmoónostním rozdělením velikossi zrna poddlu zrna pod 30 /um více než 95 ·· , poddlu zrna · pod 6,3 /um více než 30 ·% a poddlu zrna pod · 2,0 /um více než 12 %
    11 220402 а 36 až 63 dílů hmot, rozdrceného hořečnatovápenatohlinitokřemičitého skle z rozmezí chemického složení, vyjádřeného v % molárních
    Si02 55 85 % Α1Λ 12 18 % Mgo 5 20 % CaO 4 14 % B2°3 stopy 10 % BaO stopy 3 % ZnO stopy 5 % Pe203 stopy 1 % r2o méně než 0, ,5 % a až 0, >3 % čeřícího prostředku
    jehož teplota přeměny Tg je mezi 600 až 750 °C, jehož teplota měknutí je mozi 760 až
    870 nebo tnezi 900 až 1 000 °C, jehož teplota při které dosáhne specifické elektrické vodivosti I.IO.SnT1 je větěí než 500 °C, jehož modul pružnosti E je větší než 8 TPa ε jehož lineární termický koeficient roztažnosti Ak při 20 až 400 °C je menší než 4,5.W*’^X“\ s hmotnostním rozdělením velikosti zrna podílu zrna pod 15 /um více než 95 %, podílu zrně pod 2 yura více než 25 načež se ke směsi přidá tvářecí prostředek a z této směsi se tváří tělíska, která se zahřejí na teplotu mezi 925 až 1 050 °C, s výhodou mezi 950 až 1 000 °C, popřípadě se na tuto teplotu zahřejí za prodlevy při teplotě pod 725 °C a při této teplotě se nepropustně slinují a popřípadě prodloužením doby slinování nechá fáze z větší části vykrystálovat.
CS554575A 1974-08-13 1975-08-12 Method of manufacturing non-porous sinterable pieces of high mechanical strength CS220402B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DD18045674A DD116815A1 (cs) 1974-08-13 1974-08-13
DD18677075A DD119200A1 (cs) 1975-06-20 1975-06-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS220402B1 true CS220402B1 (en) 1983-04-29

Family

ID=25747532

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS554575A CS220402B1 (en) 1974-08-13 1975-08-12 Method of manufacturing non-porous sinterable pieces of high mechanical strength

Country Status (4)

Country Link
BG (1) BG24460A1 (cs)
CS (1) CS220402B1 (cs)
DE (1) DE2533258A1 (cs)
FR (1) FR2281904A1 (cs)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1068157A (fr) * 1952-12-02 1954-06-23 Csf Céramiques étanches aux gaz, ayant de très faibles pertes dielectriques, et un coefficient de dilatation compris entre 35 et 55.10
FR1356189A (fr) * 1963-05-08 1964-03-20 Rosenthal Porzellan Ag Masse céramique dense du type de la porcelaine, de grande stabilité aux changements de température et de grande résistance mécanique, et son procédé de fabrication
FR1374759A (fr) * 1963-11-13 1964-10-09 Jenaer Glaswerk Schott & Gen Procédé pour la fabrication de pièces moulées contenant en prépondérance de la cordiérite, de l'anorthite, du spinelle ou de la forstérite
DE2033823A1 (de) * 1970-07-08 1972-03-23 Rosenthal Stemag Tech Keramik Dichter zirkonsihkat und cordient haltiger keramischer Formkörper und Ver fahren zu seiner Herstellung

Also Published As

Publication number Publication date
DE2533258A1 (de) 1976-02-26
BG24460A1 (en) 1978-03-10
FR2281904A1 (fr) 1976-03-12
FR2281904B1 (cs) 1979-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Knickerbocker et al. Sinterable β‐Spodumene glass‐ceramics
JPH01153570A (ja) ゼオライトからのアノーサイトーコージーライトベースのセラミックス
JPH1053460A (ja) 耐熱衝撃性セラミックスおよびその製造方法
Hulbert et al. History of bioceramics
JP3034808B2 (ja) 耐熱衝撃性セラミックスおよびその製造方法
KR100479688B1 (ko) 유전체 세라믹 조성물 및 이를 이용한 저온소성 유전체 세라믹의 제조방법
CS220402B1 (en) Method of manufacturing non-porous sinterable pieces of high mechanical strength
KR20150061130A (ko) 고밀도 및 고내열성을 가지는 내열자기 제조용 소지 조성물 및 이를 이용한 내열자기의 제조방법
Kichkailo et al. Lithium-bearing heat-resistant ceramics (a review)
US2332343A (en) Ceramic material
JP3226056B2 (ja) 低誘電率高強度ガラスセラミックス組成物
CN120841944B (zh) 一种非晶相改性堇青石陶瓷材料及其制备方法
CN121270228A (zh) 一种低共熔物改性堇青石陶瓷材料及其制备方法
Soykan et al. Microstructure, mechanical and thermal properties of boron oxide added steatite ceramics
SU1648934A1 (ru) Керамический материал
Li et al. Influence of B2O3 on Dielectric, Mechanical, and Thermal Properties of MgO-Al2O3-SiO2 Glass-Ceramics
US9315423B2 (en) Crystallized silicate powder by synthesized and high temperature reistant porcelain body having the same
JPS6055464B2 (ja) 自己施釉磁器
US2878130A (en) Low loss ceramic insulators
JPS59107983A (ja) 耐熱無機質成形体
CS204133B1 (en) Ceramic material for producing coatable,impervious sintered corpuscles
CN110386811A (zh) 一种具有零平均线热膨胀系数的复相陶瓷材料及其制备方法
JPH0114193B2 (cs)
JPH0226863A (ja) コージライト質セラミックスとその製造方法
RU2070181C1 (ru) Плотноспеченная керамика и способ получения плотноспеченной керамики