CS224101B1 - Způsob výroby předmětů z polykryštalického průsvitného korundu - Google Patents

Způsob výroby předmětů z polykryštalického průsvitného korundu Download PDF

Info

Publication number
CS224101B1
CS224101B1 CS697380A CS697380A CS224101B1 CS 224101 B1 CS224101 B1 CS 224101B1 CS 697380 A CS697380 A CS 697380A CS 697380 A CS697380 A CS 697380A CS 224101 B1 CS224101 B1 CS 224101B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
corundum
manufacture
raw material
polycristalline
temperature
Prior art date
Application number
CS697380A
Other languages
English (en)
Inventor
Vladimir Kotek
Original Assignee
Vladimir Kotek
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
Application filed by Vladimir Kotek filed Critical Vladimir Kotek
Priority to CS697380A priority Critical patent/CS224101B1/cs
Publication of CS224101B1 publication Critical patent/CS224101B1/cs

Links

Landscapes

  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Description

Vynález se týká způsobu výroby předmětů z polykrystalického korundu, zejména pak výroby trubic pro hořáky vysokotlakých sodíkových výbojek.
Průsvitný polykrystalický korund je keramický materiál : ^tépiěř teoretické měrné hmotnosti, který má vysokou korozní - ;
oék>lnost,. zejména vůči parám alkalických kovů, velmi dobré' tepelné a chemické vlastnosti a vysokou syětélnou propustnost,;. Těchto jeho vlastností se využívá především ve světelné technice pro výrobu hořáků vysokotlakých sodíkových výbojek s vysokou životností, světelnou účinností, výhodným barevným podáním a především značnými, úsporami elektrické energie ve srovnání s jinými zdroji světla.
Výroba průsvitného korundu je známa. V posledních letech se vývojová činnost zaměřila na snížení teploty výpalu průsvitné korundové keramiky a zvýšení její světelné propustnosti a to na základe různých přísad do výchozí práškové' směsi, jako kupř.
kysličník yttritý lantanitý (LagO^), kademnatý (CdO), zinečnatý (ZnO), ‘vápenatý' (CaO), barnatý (BaO) a strontnatý (SrO). Při výrobě předmětů z průsvitného polykrystalického. korundu se vesměs vychází z modifikace kysličníku hlinitého (AlgOj), tj. směsí nízkoteplotních modifikací oxidu hlinitého,, do kterého se vnáší všeobecně používaná přísada kysličník hořečnatý (MjO) pro zajištění relativně rovnoměrného růstu krystalů oxidu hlinitého (AlgO^) během výpalu, event. další výše uvedené přísady a jejich kombinace. Sumafto obsahj přísad nepřevyšuje zpravidla hodnotu 1 % hmotnostní· Pracovní směs se pak upravuje žíháním (kalcinaci). při minimálně 1 100°C po dobu několika hodin za účelem transformace AlgO^ na vysokoteplotní stabilní modifikacitX - AlgO^· Tato operace vede k získání hmoty s relativně menším smrštěním, které má zajistit vyšší rozměrovou a tvarovou přesnost výrobků. .Získaný - AlgO^ se j^ak formuje obvyklými keramickými technologiemi, především ísostatickým lisováním do polotovarů žádaných tvarů, které se
- 2 -227 101 pak tepelně zpracovávají - obvykle ve dvou stupních - na finální výrobek. Při alternativním posupu je možno vnášet zmíněné přísady přímo do o4__ AlgO^, připraveného žíháním - AlgOj při výše uvedených podmínkách. V obou případech je třeba zajistit co nejrovnoměrně jší foEiptýlení přidávaných přísad v celém objemu hmoty. Nevýhodou uvedeného postupu je, že vyžaduje provedení energetický·';?. a časově náročné operace žíhání AlgO^ na značně vysokou teplotu. Vzhledem k závažnosti této technologické operace, která podstatně ovlivňuje technologické vlastnosti prášku i kvalitu finálních výrobků, je třeba ve většině případů provést předběžné zkoušky kalcinace ý4'- AlgO^j atiy byl nalezen optimální tepelný režim, který by poskytoval kalcinát žádaných vlastností, specifikovaných nejčastěji údajem měrného povrchu a/nebo velikosti primáních krystalů z oxidu hlinitého (AlgO^). Tato zkoušky dále zvyšují energetické nároky a pracnost spojenou s kalcinací oC U AlgO^ na 7*- AlgO^. Manipulace se surovinou při ^pracování přísad a dále během kalcinace je spojena se zvýšenou pravděpodobností sekundárního znečištění suroviny při těchto operacích, což je nezanedbatelná skutečnost, ktorá může tivnc ovlivnit kvalitu keramiky po výpalu.
Uvedené nevýhody dosavadního stavu techniky částečně odstraňuje vynález způsobu výroby předmětů z polykrystalického průsvitného korundu, jehož podstatou je, že nekalcinovaná surovina se mele na sucho po dobu jedné.až dvou hodin až do vzniku zpevněných aglomerátů kulovitého tvaru o průměru 20 až lOO^urn se sypnou hmotností 0,50 až 0,60 g/cm^ a po vytvarování se výlisky přesahují v oxidační atmosféře při teplotě 300 až 400°C.
cmace,
Výhodou vynálezu je, že se vynechá energeticky náročná kalomezí se manipulace se surovinou, čímž se zmenšuje mož-. nost znečištění suroviny. Další výhodou vynálezu je, že ve srovnání s běžnými postupy je možno vytvarované předměty přežahovat při teplotách nepoměrně nižších, tj. při 300 až 400°C, přičemž však mechanická pevnost těchto předmětů je několikanásobně vyšší. Další výhodou je, že suchým mletím nekalcinované suroviny po dobu pouze jedné až dvou hodin prováděného za nepřítomnosti jakýchkoliv přísad (v souvislosti se suchým mletím keramických hmot se obvykle používají kyselina olejová, sbearová, stearúny apod.), čímž se να ιοί eliminují určité obtíže spojené s odstraňováním organických látek v průběhu zpracování výlisků a vylučují se možná zhoršení optických vlastností keramiky po výpalu, vznikají zpevněné aglomeráty kulovitého tvaru, které významně zlepšují sypnou hmotnost prášků i jejich tekutost, čímž se zlepšuje vyplňování prostoru lisovacích forem. Ještě další výhodou nového postupu je možnost vytváření předmětů nízkým lisovacím tlakem (asi 50 MPa), přičemž lze získat kvalitní výrobek s vysokou světelnou propustností, hutností, mechanickou pevností a odolností proti náhlým změnám teploty.
Polotovary pro výrobu předmětů z transparentního polykrystalického koruneku se tvarují lisováním AlgO^, který se předem, upravuje mletím a případně granulaci. Tyto operace udělují surovině žádoucí technologické vlastnosti. Do mlecí nádoby se současně se surovinou dávkují potřebne/prísady, které se během mletí .
rozptylují do celého objemu meliva. Ve srovnání s dosud používanými postupy odpadá tedy další technologická operace, při které se suchou nebo mokrou cestou zmíněné přísady do oxidu hlinitého (AlgO^) zavádějí, dále ee snižují energetické nároky přípravy transparentní korundové keramiky a nepříjemné manipulace s velmi jemným výchozím materiálem. Výrazně se omezuje též pravděpodobnost sekundárního znečištění prášku. Vzhledem k charakteru mletí, jako intenzivní mechanické operace, dochází k rovnoměrnějšímu rozptýlení přísad ve zpracovaném objemu suroviny, než u ostatních používaných způsobů. Další zpracování je pak stejné jako v případě, kdy se zpracováváš - A^Oj. Transformace Ad^O^ probíhá až při finálním výpalu, kdy sice dochází následkem vyššího smrštění k větším rozměrovým změnám výrobků ve srovnání s těmi,· které jsou zhotoveny z kalcinovaného oxidu hlinitého, nikoliv však k rozměrovým nerovnoměrnostem, tvarovým deformacím či de- . strukci. Propustnost pro světlo keramiky zhotovené popsaným způsobem je nejméně na stejné úrovni jako u keramiky zhotovené podle dosud používaného postupu zahrnujícího operaci kalcinace suroviny.
Vynález bude blíže popsán a vysvětlen na příkladu možného provedení podle vynálezu a pro názornost porovnán s příkladem provedení dosavadním způsobem.
Příklad
- 227 101
Do pružné pryžové nádoby bylo naváženo 3 200 g ^-ΑΙ^,Ο.. (startovací prášek pro výrobu monokrystalů l
a 21 kg mlecích koulí o průměru 20 až 25 /«n z mikrozrnného slinutého korundu. Dále bylo pipetováno 111,6 ml jednomolární* ho roztoku dusičnanu hořečnatého Mg (NO.,) Pryžový vak byl pak umístěn v mlecí předloze a následovalo suché mletí po dobu 2 hodin při 65 otáč.kách/min kdy vznikly aglomeráty kulovitého tvaru.
Z takto upr veného materiálu pak byly obvyklým technologickým postupem za použití izostatického lisování jako tvářecí technologie zhotoveny vzorky v podobě trubic o vnitřním průměru 9,3 mm a délce 150 mm» Použitý lisovací tlak byl 50 M?a. Po přežahu na 350°C a výdrži 15 min na této teplotě byly polotovary obráběny broušením no, potřebný rozměr a pak páleny ve vodíkové atmosféře na teplotu 1 920°C a výdrži 2 h při této teplotě, aby se uskutečnila modifikaění přeměna a získal se hutný výrobek s vysokou propustností pro světlo a pevností i odolností vůči náhlým změnám teploty.
Získané Uorundové trubice měly následující vlastnosti:
objemová hmotnost 3,988 g/cm'*
nasákavost 0
smrět ční cca 3 v
průměrná v e i i k o s t kry st a1ů 23 až 25 jwm
celková světelná propustnost
při síle stěny 0,85 mra 9 4 a z 9 5 /ó
odolnost proti náhlým změnám teploty 20 cyklů 1 100°C 20
bez známky porušení
Technologický postup dle současného stavu techniky (pro porovnání):
Do oxidu hlinitého v ^-formě (startovací prášek) se suchou cestou na homogenizátoru nebo mokrou cestou přes suspenzi s následným odvodněním (vodní lázně, rozprachová sušárna) zapracuje přísada oxidu Iieřecnatého (MgO) případně další přísady. Prášek se pak musí žíhat na teplotu 1 100 až 1 300°C po dobu alespoň 4 h j, což je energeticky náročná operace. Získaný materiál - oxid hlinitý (AlgO^) v ýA-modifikaci - se pak sítuje po předchozím rozdrcení zpevnělých útvarů vzniklých v průběhu kalcinace sítem o velikosti oka 40 až 60 /im* 2^ účelem odstranění sekundárních nečistot (úlomků pouzder, znečištění při manipulaci), řýiteriál se pak tvaruje lisováním, přežahuje, případně obrábí a pálí se ve vodíkové atmosféře při 1 920°C,
227 101
Korundový materiál připravený tímto postupem má následující vlastnosti:
objemová hmotnost nasákavost smrštění průměrná velikost krystalů celková světelná propustnost při síle stěny 0,85 mm odolnost proti náhlým změnám teploty
3,985 g/om3
O až 22 % až 30 /im až 94 % cyklů 1100°C 20°C boz známky porušení
Ve srovnání se současným staven; techniky bylo novým postupem rovněž dosaženo hutného slinutého střepu, jehož celková propustnost pro světlo je v průměru poněkud vyšší, než u dosavadního postupu* Smrštění, předmětů jo sice vysoké, ale nemá nepříznivý dopad na geometrii a rozměrovou přesnost výrobků zhotovených tifrnto postupem. Bylo však dosaženo významných energetických úspor.

Claims (1)

  1. Předmět vynálezu
    227 101
    Způsob výroby předmětů z polykrystaliclcého průsvitného korundu, na bázi modifikace dopované IvlgO, vypalovanýdh ve vodíkové atmosféře při teplotách 1600 až 195O°C, zejména trubic přo ’ -hořáky vysokotlakých sodíkových výbojekfvyznaěený tím, že nekalcinovaná surovina se mele na suchu po dobu 1 až 2 h ’ až do vzniprůměru 20 až vytvarování tě 300 až 400 ku zpevněných aglomerótů kulovitého tvaru o o jim se sypnou hmotností 0,50 až 0,60 g/cn a po lišky pře žáhují v oxidační atmosféře při teplo
    100 se vý-
CS697380A 1980-10-15 1980-10-15 Způsob výroby předmětů z polykryštalického průsvitného korundu CS224101B1 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS697380A CS224101B1 (cs) 1980-10-15 1980-10-15 Způsob výroby předmětů z polykryštalického průsvitného korundu

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS697380A CS224101B1 (cs) 1980-10-15 1980-10-15 Způsob výroby předmětů z polykryštalického průsvitného korundu

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS224101B1 true CS224101B1 (cs) 1983-12-30

Family

ID=5417990

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS697380A CS224101B1 (cs) 1980-10-15 1980-10-15 Způsob výroby předmětů z polykryštalického průsvitného korundu

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS224101B1 (cs)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6482761B1 (en) Translucent alumina sintered body and a process for producing the same
US3792142A (en) Utilizing mixtures of yttria,magnesia,and lanthanum oxide in manufacture of transparent alumina
JP3783445B2 (ja) 透光性アルミナ焼結体の製造方法およびその用途
PL126082B1 (en) Process for manufacturing polycrystalline,translucent aluminium oxide
JP5167073B2 (ja) シリカ容器及びその製造方法
CN1061330C (zh) 耐磨烧结型锆刚玉复合材料及其生产方法
EP0667322B1 (en) Light-permeable ceramic material and method of manufacturing the same
Zawrah et al. Advanced ceramics: stages of development
US2311228A (en) Bauxite ceramic and method of
US5780377A (en) Light-transmissive ceramics and method of manufacturing same
CN1014987B (zh) 用氧化镁部分稳定的氧化锆材料及其制备方法
CS224101B1 (cs) Způsob výroby předmětů z polykryštalického průsvitného korundu
JP2002316866A (ja) 耐久性にすぐれたアルミナ質焼結体からなる熱処理用部材
US4053320A (en) Production of refractory articles
JPH08298099A (ja) 金属蒸気放電灯用発光管
JP5452938B2 (ja) シリカ容器及びその製造方法
CN110317043B (zh) 利用贝壳制备贝质瓷的方法及贝质瓷
JP4507148B2 (ja) ムライト質焼結体からなる熱処理用部材
JP3793553B2 (ja) 黒色SiO2質耐食性部材及びその製造方法
JP4546609B2 (ja) 耐熱衝撃抵抗性に優れたセラミック製熱処理用部材
CN112939589B (zh) 一种抗热震性陶质砖及其制备方法
JPS6228118B2 (cs)
KR101635766B1 (ko) 기계적 물성이 개선된 도자기 및 그 제조방법
Wang et al. Characterization of anorthite-based porcelain prepared by using wollastonite as a calcium source
Pavlikov et al. Mechanochemical activation of kaolin, pyrophyllite, and talcum and its effect on the synthesis of cordierite and properties of cordierite ceramics