EA019908B1 - Клей для огнеупорных материалов и керамики - Google Patents

Клей для огнеупорных материалов и керамики Download PDF

Info

Publication number
EA019908B1
EA019908B1 EA201170462A EA201170462A EA019908B1 EA 019908 B1 EA019908 B1 EA 019908B1 EA 201170462 A EA201170462 A EA 201170462A EA 201170462 A EA201170462 A EA 201170462A EA 019908 B1 EA019908 B1 EA 019908B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
adhesive
powder
silicon
glue
formaldehyde resin
Prior art date
Application number
EA201170462A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201170462A1 (ru
Inventor
Бьерн Эгеланн
Альф Хаберг
Йохан Арнольд Йохансен
Стиан Мадсус
Original Assignee
Элкем Карбон Ас
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 Элкем Карбон Ас filed Critical Элкем Карбон Ас
Publication of EA201170462A1 publication Critical patent/EA201170462A1/ru
Publication of EA019908B1 publication Critical patent/EA019908B1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B37/00—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating
    • C04B37/003—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating by means of an interlayer consisting of a combination of materials selected from glass, or ceramic material with metals, metal oxides or metal salts
    • C04B37/005—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating by means of an interlayer consisting of a combination of materials selected from glass, or ceramic material with metals, metal oxides or metal salts consisting of glass or ceramic material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B37/00—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/62605—Treating the starting powders individually or as mixtures
    • C04B35/62625—Wet mixtures
    • C04B35/6264—Mixing media, e.g. organic solvents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/62605—Treating the starting powders individually or as mixtures
    • C04B35/62685—Treating the starting powders individually or as mixtures characterised by the order of addition of constituents or additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/63—Preparing 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
    • C04B35/632—Organic additives
    • C04B35/634—Polymers
    • C04B35/63448—Polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C04B35/63472—Condensation polymers of aldehydes or ketones
    • C04B35/63476—Phenol-formaldehyde condensation polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B37/00—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating
    • C04B37/008—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating by means of an interlayer consisting of an organic adhesive, e.g. phenol resin or pitch
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34—Silicon-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J161/00—Adhesives based on condensation polymers of aldehydes or ketones; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • C09J161/04—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only
    • C09J161/06—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only of aldehydes with phenols
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J171/00—Adhesives based on polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • C09J171/08—Polyethers derived from hydroxy compounds or from their metallic derivatives
    • C09J171/14—Furfuryl alcohol polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
    • C04B2235/6562—Heating rate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
    • C04B2235/6565—Cooling rate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
    • C04B2235/6567—Treatment time
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/02—Aspects relating to interlayers, e.g. used to join ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/04—Ceramic interlayers
    • C04B2237/08—Non-oxidic interlayers
    • C04B2237/083—Carbide interlayers, e.g. silicon carbide interlayers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/02—Aspects relating to interlayers, e.g. used to join ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/16—Silicon interlayers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/32—Ceramic
    • C04B2237/34—Oxidic
    • C04B2237/341—Silica or silicates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/32—Ceramic
    • C04B2237/36—Non-oxidic
    • C04B2237/363—Carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/32—Ceramic
    • C04B2237/36—Non-oxidic
    • C04B2237/365—Silicon carbide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/32—Ceramic
    • C04B2237/36—Non-oxidic
    • C04B2237/368—Silicon nitride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/76—Forming laminates or joined articles comprising at least one member in the form other than a sheet or disc, e.g. two tubes or a tube and a sheet or disc
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K2003/023—Silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/10—Metal compounds
    • C08K3/14—Carbides

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

Настоящее изобретение относится к термоотверждаемому клею для использования применительно к огнеупорным материалам и керамике. Клей или покрытие включает от 25 до 50 мас.% кремниевого порошка, от 5 до 20 мас.% порошка SiC, от 20 до 60 мас.% формальдегидной смолы или полифурфурилового спирта и от 10 до 30 мас.% органического растворителя.

Description

Настоящее изобретение относится к клею и покрытию для огнеупорных материалов и керамики, таких как углеродные материалы, нитрид кремния, карбид кремния и кварц.
Уровень техники
Известно множество клеев для склеивания огнеупорных материалов и керамики, таких как углеродные материалы, нитрид кремния, карбид кремния и кварц, которые подлежат использованию при высоких температурах. Из патента США № 5474849, таким образом, известен клей для углеродных компонентов. Клей включает термореактивный полисилагеновый полимер, керамический порошок в количестве от 20 до 50 мас.% в расчете на массу полимера, который может представлять собой 81С, δι-порошок в количестве 10-40 мас.% в расчете на массу полимера и углеродный порошок в количестве 5-15 мас.% в расчете на массу полимера.
Однако было найдено, что данный тип клея не подходит для углеродного материала, нитрида кремния, карбида кремния и кварца, который подлежит использованию в печах, литейных формах, тиглях или деталях таких устройств, предназначенных контактировать с расплавленным кремнием. Важно, чтобы клей, использованный применительно к деталям, не загрязнял расплавленный кремний, который находится в контакте с упомянутыми печами, литейными формами, тиглями или деталями таких устройств. Это особенно важно применительно к обработке высокочистого кремния, который подлежит использованию для производства солнечных элементов. Кроме того, важно, чтобы клеевые соединения не смачивались расплавленным кремнием.
Настоящим изобретением предоставляются клей и покрытие, который(ое) прост(о) в использовании, имеет хорошую прочность при высоких температурах, не смачивается расплавленным кремнием и который(ое) может храниться в течение длительного времени. Клей и покрытие, дополнительно, обладает неожиданным эффектом, заключающимся в том, что он(о) теряет свою прочность в ходе охлаждения от высоких температур до 1000°С. Данный эффект особенно полезен, когда клей используют для склеивания вместе литейных форм, изготовленных из отдельных листов, например нитрида кремния, кварца или графита, применяемых для направленного отверждения расплавленного кремния. В ходе охлаждения кремния имеет место трансформация твердой фазы, которая приводит к увеличению объема и может вызывать разрушение литейных форм. За счет применения литейных форм, изготовленных из отдельных листов, сшитых клеем по настоящему изобретению, при температуре, при которой имеет место фазовая трансформация, клей будет иметь низкую прочность и литейные формы, следовательно, будут растрескиваться в клеевых слоях, тогда как индивидуальные листы повреждаться не будут. Листы, следовательно, могут быть повторно использованы для изготовления новых литейных форм.
Настоящее изобретение относится, таким образом, к термоотверждаемому клею или покрытию для использования применительно к углеродным материалам, нитриду кремния, карбиду кремния и кварцу, где данный клей или покрытие состоит из 25-50 мас.% кремниевого порошка, от 5 до 20 мас.% порошка карбида кремния, от 20 до 60 мас.% фенолформальдегидной смолы или полифурфурилового спирта и от 10 до 30 мас.% органического растворителя.
Согласно предпочтительному варианту осуществления органический растворитель выбран из моноэтиленгликоля, диэтиленгликоля и триэтиленгликоля. Предпочтительным органическим растворителем является моноэтиленгликоль.
Растворитель добавляют в количестве, достаточном, чтобы получить подходящую вязкость клея или покрытия.
Согласно предпочтительному варианту осуществления клей или покрытие включает от 35 до 45 мас.% порошка карбида кремния, от 8 до 18 мас.% порошка карбида кремния, от 25 до 35 мас.% формальдегидной смолы или полифурфурилового спирта и от 15 до 25 мас.% органического растворителя.
Согласно другому предпочтительному варианту осуществления клей или покрытие содержит отверждающий агент, чтобы понизить температуру полимеризации формальдегидной смолы или полифурфурилового спирта. Отверждающий агент представляет собой предпочтительно гексамин, но также могут быть использованы фосфат алюминия и кислота, такая как серная кислота, паратолуолсульфоновая кислота (ΡΤδ), нейтрализованная мочевиной ΡΤδ и этиловый эфир паратолуолсульфоновой кислоты (ΡΤδΕΕ).
Клей или покрытие по настоящему изобретению находится в жидком состоянии при комнатной температуре и может храниться в течение длительного времени.
При использовании клея или покрытия, не содержащего отверждающего агента, органический растворитель будет испаряться при 150-290°С, а полимеризация формальдегидной смолы и полифурфурилового спирта будет иметь место в температурном диапазоне от 250 до 400°С, посредством чего формируется твердая структура. Если добавляют отверждающий агент, процесс полимеризации будет начинаться при более низкой температуре.
В ходе дополнительного нагревания при примерно 700°С будет оставаться углеродная структура, состоящая из остатков формальдегидной смолы или полифурфурилового спирта. Прочность клея в данном температурном диапазоне будет выше 20 МПа. За счет дополнительного увеличения температуры будет иметь место реакция между углеродной структурой и кремниевым порошком в клее и при продолжающемся нагревании до температуры выше 1413°С порошок δί будет плавиться и реагировать с угле
- 1 019908 родом, давая 81С. Если температура увеличивается медленно, реакция между порошком 8ί и углеродом будет, однако, иметь место в твердом состоянии.
Было показано, что при использовании клея для склеивания угольных крышек для плавильных тиглей клей по изобретению создает изоляцию, предотвращая контакт с расплавленным кремнием. В ходе охлаждения плавильного тигля после использования для плавки кремния прочность клея исчезает, и части, склеенные вместе, могут быть отсоединены друг от друга без сопротивления. Клей по изобретению, таким образом, сохраняет свою прочность до тех пор, пока склеенные части находятся при высокой температуре.
Испытание с использованием покрытия в графитовых литьевых формах для отверждения расплавленного кремния показало, что покрытие обеспечивает слой, который заполняет поры и полости и дает полную изоляцию, предотвращая проникновение кремния в стенки графитовой литьевой формы.
После охлаждения кремния и удаления литого кремния остатки покрытия могли бы быть счищены щеткой как пылеобразный порошок, и литейную форму можно было бы снова покрыть покрытием по изобретению.
Клей по изобретению может быть также использован для склеивания литейных форм для применения в направленном отверждении кремния, где литейная форма состоит из нижнего листа и боковых листов, которые склеены вместе. Клей изолирует полости и шероховатость поверхности в листах, и, таким образом, может быть снижено требование к качеству обработки поверхности листов. После отверждения и охлаждения клей, как было упомянуто выше, будет терять свою прочность, и листы могут быть, таким образом, использованы для изготовления новой литейной формы. Листы, которые склеивают, могут быть изготовлены из углеродного материала, такого как предварительно запеченные углеродные листы или графитовые листы, листы нитрида кремния или кварцевые листы.
Краткое описание чертежей
На чертеже показана установка для испытания прочности графитовых частей, склеенных клеем по изобретению.
Подробное описание изобретения
Пример.
На чертеже показана установка для испытания прочности клея для графитовых частей, склеенных клеем по изобретению. Клей имел следующую композицию:
мас.% кремниевого порошка, 12 мас.% порошка карбида кремния, 28 мас.% формальдегидной смолы, 18% моноэтиленгликоля и 4 мас.% гексамина.
На чертеже схематично показан графитовый тигель 1, помещенный в индукционную печь (не показана). Подготавливали три образца, состоящие из верхнего графитового цилиндра 2, имеющего диаметр 24 мм, приклеенного к нижнему графитовому цилиндру 3 клеем по изобретению. Цилиндр 3 имеет больший диаметр, чем графитовый цилиндр 2. Три склеенных образца прикручивали к нижней стороне крышки 4 тигля 1. Температуру в тигле измеряли термопарой, а атмосферу в тигле поддерживали инертной добавлением аргона по трубке 6. Керамический стержень 7 вставляли через крышку 4, чтобы действовать силой на часть 3 образца. Керамический стержень 7 соединяли с легким весом 20 кг.
Тигель нагревали в соответствии со следующей программой:
20-1000°С - 20 мин
1000-1600°С - 60 мин
Время выдерживания при 1600°С - 60 мин
Охлаждение от 1600 до 1000°С - 60 мин
Впоследствии включали печь, и образцы медленно охлаждали до комнатной температуры.
Образцы 1-3 нагружали силой 20 кг при различных температурах и в различные моменты времени. Результаты представлены в таблице.
Таблица
Температура, °С Время от начала, минуты Образец 1, кг Образец 2, кг Образец 3, кг
1350 35 >20
1500 50 >20
1600 60 12
1600 120 >20 >20
1350 145 18 >20
1000 180 >20
Комнатная температура Отсутствие прочности
- 2 019908
Результаты, представленные в таблице, показывают, что образец 1, который нагружали массой 20 кг в ходе периода нагрева, имел хорошую прочность вплоть до 1600°С.
Образец 2 нагружали массой 20 кг после выдерживания при 1600°С в течение 60 мин, и он имел хорошую прочность при этой температуре. Также после охлаждения до 1350°С образец 2 показал хорошую прочность.
Образец 3 нагружали массой 20 кг после выдерживания при 1600°С в течение 60 мин и в ходе охлаждения до 1350°С, и в ходе дополнительного охлаждения до 1000°С. Результаты показывают, что прочность клея была очень хорошей при данных температурах. В результате дополнительного охлаждения до комнатной температуры часть 3 образца 3 отпадала от верхней части 2 образца.
Результаты данных примеров показывают, что клей по изобретению имеет очень хорошую прочность в ходе нагревания до 1600°С и сохраняет свою прочность в ходе охлаждения до температуры ниже 1000°С, тогда как впоследствии прочность уменьшается.

Claims (5)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Термоотверждаемый клей для огнеупорных материалов или керамики, отличающийся тем, что клей включает от 25 до 50 мас.% кремниевого порошка, от 5 до 20 мас.% порошка карбида кремния, от 20 до 60 мас.% фенолформальдегидной смолы и от 10 до 30 мас. % органического растворителя.
  2. 2. Клей или покрытие по п.1, отличающийся тем, что органический растворитель выбран среди моноэтиленгликоля, диэтиленгликоля и триэтиленгликоля.
  3. 3. Клей или покрытие по п.1, отличающийся тем, что клей включает от 35 до 45 мас.% кремниевого порошка, от 8 до 18 мас.% порошка карбида кремния, от 25 до 35 мас.% формальдегидной смолы и от 15 до 25 мас.% органического растворителя.
  4. 4. Клей по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что содержит отверждающий агент для понижения температуры полимеризации формальдегидной смолы.
  5. 5. Клей по п.4, отличающийся тем, что отверждающий агент выбран среди гексамина, фосфата алюминия или кислоты, причем кислота выбрана из серной кислоты, нейтрализованной мочевиной паратолуолсульфоновой кислоты или этилового эфира паратолуолсульфоновой кислоты.
EA201170462A 2009-05-11 2010-04-30 Клей для огнеупорных материалов и керамики EA019908B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20091852A NO330952B1 (no) 2009-05-11 2009-05-11 Lim og coating for ildfaste materialer og keramer
PCT/NO2010/000158 WO2010131973A1 (en) 2009-05-11 2010-04-30 Glue and coating for refractory materials and ceramics

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201170462A1 EA201170462A1 (ru) 2012-04-30
EA019908B1 true EA019908B1 (ru) 2014-07-30

Family

ID=43085196

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201170462A EA019908B1 (ru) 2009-05-11 2010-04-30 Клей для огнеупорных материалов и керамики

Country Status (13)

Country Link
US (1) US8748524B2 (ru)
EP (1) EP2429972A4 (ru)
JP (1) JP5417448B2 (ru)
KR (1) KR101456886B1 (ru)
CN (1) CN102438965B (ru)
AU (1) AU2010248217B2 (ru)
BR (1) BRPI1004905A2 (ru)
CA (1) CA2759540C (ru)
EA (1) EA019908B1 (ru)
NO (1) NO330952B1 (ru)
SG (1) SG175974A1 (ru)
WO (1) WO2010131973A1 (ru)
ZA (1) ZA201101250B (ru)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EE05583B1 (et) * 2010-09-13 2012-10-15 OÜ Skeleton Technologies Meetod sünteetilise karbiidset päritolu süsinikmaterjali ja räni homodispersse komposiidi valmistamiseks ning selle kasutamine elektroodmaterjalina energiasalvestis
RU2596954C1 (ru) * 2015-08-10 2016-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "Инновационные химические технологии" Способ обнаружения предпожарных ситуаций, возникающих из-за неисправностей в электрической цепи
JP6783643B2 (ja) * 2016-12-09 2020-11-11 日本カーボン株式会社 炭素材料の接合剤及び接合方法
CN110105904A (zh) * 2019-05-13 2019-08-09 西北工业大学 耐1500℃高温胶粘剂的施胶方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070267789A1 (en) * 2004-12-30 2007-11-22 Sgl Carbon Ag Furnace expansion joint with compressible graphite joint filler and manufacturing method
US20080131665A1 (en) * 2006-11-30 2008-06-05 Shoko Suyama Ceramics composite member and method of producing the same
CN101639322A (zh) * 2009-05-15 2010-02-03 西安超码科技有限公司 高温冶金炉及高温处理炉用复合保温结构的制作方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54134744A (en) 1978-04-11 1979-10-19 Toshiba Ceramics Co Heat resistant adhesive material
JPS6047229B2 (ja) * 1978-06-06 1985-10-21 昭和電工株式会社 セラミツクス用塗布剤
GB2048271B (en) * 1979-03-15 1983-08-03 Mitsui Toatsu Chemicals Phenolic resin epoxide rubber compositions
JPS57111283A (en) * 1980-12-27 1982-07-10 Nihon Keikinzoku Sougou Kenkyu Refractory mortar composition
JPS6433078A (en) * 1987-07-27 1989-02-02 Mitsui Petrochemical Ind Bonding agent for carbon material and method for bonding carbon material
JPH02149476A (ja) * 1988-08-15 1990-06-08 Shin Etsu Chem Co Ltd 炭化珪素セラミックス用接合剤
EP0356800B1 (en) * 1988-08-15 1992-05-06 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Silicon carbide ceramics bonding compositions
US5457151A (en) 1991-09-24 1995-10-10 Southwest Research Institute Polysilazane adhesive composition
CN1048970C (zh) * 1994-05-03 2000-02-02 冶金工业部钢铁研究总院 非水性热固性耐火泥
US7319131B2 (en) * 2003-03-07 2008-01-15 Angus Chemical Company Phenolic resins
JP4648163B2 (ja) 2005-11-17 2011-03-09 リグナイト株式会社 耐火物組成物
KR101237350B1 (ko) * 2007-01-09 2013-03-04 (주)엘지하우시스 내열충격성이 우수한 탄화규소 복합섬유 필터의 제조방법
JP2008274101A (ja) 2007-04-27 2008-11-13 Tokai Univ 炭化ケイ素セラミックス用の接着剤組成物および炭化ケイ素セラミックスの接着方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070267789A1 (en) * 2004-12-30 2007-11-22 Sgl Carbon Ag Furnace expansion joint with compressible graphite joint filler and manufacturing method
US20080131665A1 (en) * 2006-11-30 2008-06-05 Shoko Suyama Ceramics composite member and method of producing the same
CN101639322A (zh) * 2009-05-15 2010-02-03 西安超码科技有限公司 高温冶金炉及高温处理炉用复合保温结构的制作方法

Also Published As

Publication number Publication date
SG175974A1 (en) 2011-12-29
WO2010131973A1 (en) 2010-11-18
EP2429972A1 (en) 2012-03-21
EP2429972A4 (en) 2012-12-19
CN102438965B (zh) 2014-12-17
ZA201101250B (en) 2012-03-28
AU2010248217A1 (en) 2012-01-12
US20120088876A1 (en) 2012-04-12
BRPI1004905A2 (pt) 2016-04-05
EA201170462A1 (ru) 2012-04-30
CA2759540A1 (en) 2010-11-18
AU2010248217B2 (en) 2015-06-11
US8748524B2 (en) 2014-06-10
CA2759540C (en) 2014-01-07
KR101456886B1 (ko) 2014-10-31
NO20091852L (no) 2010-11-12
KR20120020092A (ko) 2012-03-07
NO330952B1 (no) 2011-08-22
JP2012505144A (ja) 2012-03-01
CN102438965A (zh) 2012-05-02
JP5417448B2 (ja) 2014-02-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101213928B1 (ko) 실리콘의 결정화용 도가니
JP4376579B2 (ja) 窒化珪素結合ＳｉＣ耐火物及びその製造方法
EP2516350B1 (fr) Poudre pour pisé sec
EA019908B1 (ru) Клей для огнеупорных материалов и керамики
US9388081B2 (en) Refractory article and production process thereof
CN101973777B (zh) 一种金属增韧碳化硅基复合陶瓷及制备方法
CN108585921A (zh) 一种基于冷冻流延制备功能梯度陶瓷/树脂复合材料的方法
JP4478061B2 (ja) 乾式タンディッシュコーティング材とその施工方法
JP7112215B2 (ja) シリコン溶融ルツボ、シリコン溶融ルツボの製造方法、及び、反応焼結ＳｉＣの製造方法
JP4571588B2 (ja) 酸化物層を有する炭化ケイ素セラミック部材
CN110386807A (zh) 一种大通量高强度的无机陶瓷膜支撑体及其制备方法
JPH06191959A (ja) セラミック部材の接合方法
JP2003040685A (ja) 酸化物繊維系複合材料、及びその製造方法
CN1628083A (zh) 在制造过程中干燥陶瓷制品
JP4830229B2 (ja) 耐火物用組成物および耐火物
CN104829258B (zh) 一种断裂的石墨模具的修复方法
JPH09286678A (ja) ジルコニア被覆耐火物
JP2006027946A (ja) 炭化ケイ素系接合構造体、炭化ケイ素系接合構造体の製造方法および炭化ケイ素系接合構造体の製造装置
RU2193545C2 (ru) Способ создания защитного покрытия на шамотных изделиях
JP3936007B2 (ja) 焼成治具
TW202417374A (zh) 自紙張乏水生產石墨方法
RU2165945C1 (ru) Термостойкий пресс-материал
RU2522328C1 (ru) Способ изготовления кварцевых тиглей
JPH11223472A (ja) 誘導炉
JPH05296671A (ja) 焼成用治具

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU