RU1770312C

RU1770312C - Glassceramic material

Info

Publication number: RU1770312C
Application number: SU904896272A
Authority: RU
Inventors: Нинель Мироновна Бобкова; Лариса Михайловна Силич; Ольга Сергеевна Залыгина
Original assignee: Белорусский технологический институт им С.М.Кирова
Priority date: 1990-12-26
Filing date: 1990-12-26
Publication date: 1992-10-23

Abstract

Использование: производство стеклоке- рамических конструкционных материалов дл химической, легкой и радиоэлектронной промышленности. Сущность изобретени материал, включающий и стекло, содержащее SiOa, CaO, MgO и А120з содержит AI2U3 и стекло в соотношении равном (75- 85):(15-25), а стекло дополнительно содержит Сг20з при следующем соотношении компонентов, мас.%: оксид кремни 60,0- 62,5 БФ Si02, оксид кальци 19,0-20,0 БФ СаО, оксид магни 11,9-13,4 6Ф MgO, оксид алюмини 4,3-5,0 БФ , оксид хрома 1,8-2,1 БФ Сг20з. Спекание материала про вод т при 1450&deg;С. Материал имеет плотность кажущуюс 3,0-3,2 г/см2, нулевое водопоглощение, прочность при изгибе 340-360 МПа, химическа устойчивость к I-N NaOH и I-N HCI соответственно 0,06-0.08% и 1,0-1.7%. 1 табл. ,1/ 1CUsage: production of glass-ceramic structural materials for the chemical, light and electronic industries. The inventive material, including glass, containing SiOa, CaO, MgO and A120z contains AI2U3 and glass in a ratio equal to (75-85) :( 15-25), and the glass additionally contains Cr20z in the following ratio, wt.%: Oxide silicon 60.0-62.5 BF Si02, calcium oxide 19.0-20.0 BF CaO, magnesium oxide 11.9-13.4 6F MgO, alumina 4.3-5.0 BF, chromium oxide 1, 8-2.1 BF Cr20z. Sintering of the material was carried out at 1450 ° C. The material has an apparent density of 3.0-3.2 g / cm2, zero water absorption, flexural strength of 340-360 MPa, chemical resistance to I-N NaOH and I-N HCI, respectively 0.06-0.08% and 1.0-1.7%. 1 tab. , 1 / 1C

Description

Изобретение относитс к составам стек- локерамических материалов, используемых в качестве конструкционных в химической, легкой и радиоэлектронной промышленности ,The invention relates to compositions of glass-ceramic materials used as structural materials in the chemical, light and electronic industries,

Известен стеклокерамический материал ,состо щий из смеси: а) 50-65 вес.% порошка стекла, содержащего, мас.%: СаО 10-55. SiOa 45-70. 0-30 и до 10% добавок; 6)50-35 вес.% порошка А120з. Недостатком данного материала вл етс низка механическа прочность (предел прочности при изгибе 170-270 МПа) и недостаточна химическа устойчивость (к 1 н. раствору NaOH 1.1-1,3% к 1 н. раствору НС 2,3- 3,1%).A glass-ceramic material is known consisting of a mixture of: a) 50-65 wt.% A glass powder containing, wt.%: CaO 10-55. SiOa 45-70. 0-30 and up to 10% of additives; 6) 50-35 wt.% A120z powder. The disadvantage of this material is the low mechanical strength (tensile strength in bending of 170-270 MPa) and insufficient chemical resistance (to 1 N. NaOH solution 1.1-1.3% to 1 N. NA solution 2.3-3.1%) .

Наиболее близким к за вл емому по технической сущности и достигаемому результату вл етс стеклокерамический материал , состо щий из смеси: а) 40 -50 вес.% порошкового незакристаллизованного стекла, содержащего, мае % SiOi 50-60. AI203 4.5-15 СаО 21.1-27.3, MgO 0,6-16,7, 820з 8,2-16,7, N320+-K20 0,1-1 8. б) 60-50 вес.% порошковой . Данный материал обладает недостаточной механической прочностью (предел прочности при изгибе 260-320 МПа) и химической устойчивостью (к 1 н. раствору NaOH 1-1.2%, к 1 н раствору НС 1,7-2,8%)The closest to the claimed technical essence and the achieved result is a glass-ceramic material, consisting of a mixture of: a) 40-50 wt.% Powder crystalline glass containing, may% SiOi 50-60. AI203 4.5-15 CaO 21.1-27.3, MgO 0.6-16.7, 820z 8.2-16.7, N320 + -K20 0.1-1 8. b) 60-50 wt.% Powder. This material has insufficient mechanical strength (tensile strength in bending 260-320 MPa) and chemical resistance (to 1 N. NaOH solution 1-1.2%, to 1 N HC solution 1.7-2.8%)

Целью изобретени вл етс повышение механической прочности и химической устойчивости.The aim of the invention is to increase mechanical strength and chemical resistance.

Поставленна цель достигаетс гем, что стеклокерзмичеекчй материал, включающий А120з и стекло, содержащее Sid2. СаО, MgO и , содержит AUO; и стек по в соотношении At.0j. стокло равном (75The goal is achieved by heme, which is a glass-cermet material including A1203 and glass containing Sid2. CaO, MgO and, contains AUO; and stack on in At.0j ratio. stoklo equal (75

VJ Х|VJ X |

О СОAbout CO

ЮYU

85):(15-25), в стекло дополнительно содержит СгаОз при следующем соотношении компонентов, мэс.%: S102 60,0-62,5, СаО 19,0-20.0, МдО 11.9-13,4, 4,3-5,0, Сг20з 1,8-2,1.85) :( 15-25), the glass additionally contains CGA3 in the following ratio of components, wt.%: S102 60.0-62.5, CaO 19.0-20.0, MdO 11.9-13.4, 4.3- 5.0, Cr20z 1.8-2.1.

Известно введение в состав стекла СпЮз в качестве катализатора кристаллизации с целью получени при термообработке определенных кристаллических фаз, Применение СгаОз в составе стекла, используемого в смеси с при соотношении AlaOa1. стекло, равном (75-85}:(15-25), дл получени стеклокерамического материала с повышенной механический прочностью, химической устойчивостью, из литературных источников неизвестно и предлагаетс впервые.It is known to introduce into the composition of glass CnO3 as a crystallization catalyst in order to obtain certain crystalline phases during heat treatment. The use of CgAO3 in the composition of glass used in a mixture with AlaOa1. glass equal to (75-85} :( 15-25) for the production of glass-ceramic material with increased mechanical strength, chemical resistance, from literary sources is unknown and is offered for the first time.

В процессе термообработки за вл емого материала происход т сложные физико- химические процессы, св занные с кристаллизацией стекла и взаимодействием стеклофазы с , в результате чего стеклокерамический материал представлен следующими кристаллическими фазами: корундом , шпинелью, кианитом, и алюминатом кальци нар ду с небольшим количеством остаточной стекловидной фазы , обогащенной SI02 и АЬОз. В результате подобного сочетани фаз синтезированный стеклокерамический материал обеспечивает повышение механической прочности и химической устойчивости по сравнению с прототипом.Кроме того, повышение механической прочности и химической устойчивости за вл емого материала по сравнению с прототипом достигаетс увеличением количества AlaOs до 75-85 вес.% и отсутствием в составе вводимого стекла оксидов щелочных металлов.During the heat treatment of the claimed material, complex physicochemical processes occur associated with the crystallization of glass and the interaction of the glass phase with, as a result of which the glass-ceramic material is represented by the following crystalline phases: corundum, spinel, kyanite, and calcium aluminate with a small amount of residual vitreous phase enriched with SI02 and ABO3. As a result of this combination of phases, the synthesized glass-ceramic material provides an increase in mechanical strength and chemical resistance compared to the prototype. In addition, an increase in the mechanical strength and chemical resistance of the claimed material in comparison with the prototype is achieved by increasing the amount of AlaOs to 75-85 wt.% And the absence of in the composition of the introduced glass of alkali metal oxides.

Изобретение по сн етс конкретными примерами. Пример 1. Берут 75 вес.% порошка А1аОз{размер зерен 2 мкм) и 25 вес.% порошка стекла состава, мае .%:Si02 62,0, СаО 19.0, МдО 12.0, AlzOa 5,0, Сг2Оз 2,0 с удельной поверхностью 6000-6500 см /г.The invention is illustrated by specific examples. Example 1. Take 75 wt.% AlaO3 powder (grain size 2 μm) and 25 wt.% Glass powder composition, May.%: Si02 62.0, CaO 19.0, MdO 12.0, AlzOa 5.0, Cr2Oz 2.0 s specific surface area 6000-6500 cm / g.

Порошки тщательно перемешивают и формируют издели .методом термопластического прессовани , добавл 0,5% олеиновой кислоты в качестве поверхностно-активного вещества и 16,5% парафина в качестве пластификатора. После этого в электрической печи провод т две стадии обжига изготовленных деталей: перва при 860-880°С дл удалени пластификатораThe powders are thoroughly mixed and the products formed by thermoplastic pressing, adding 0.5% oleic acid as a surfactant and 16.5% paraffin as a plasticizer. After that, two stages of firing the manufactured parts are carried out in an electric furnace: the first at 860-880 ° C to remove the plasticizer

при медленном подъеме температуры, втора при 1450°С- дл кристаллизации стекла и спекани .with a slow rise in temperature, a second at 1450 ° C - for crystallization of glass and sintering.

Остальные примеры выполнены аналогично , но отличаютс соотношением компонентов и составом стекла, и сведены в таблицу. Испытани на прочность проводились по ГОСТ 473.8-81, на химическую устойчивость по ГОСТ 473.1-81 и ГОСТ 473.2-81.The remaining examples are similar, but differ in the ratio of components and the composition of the glass, and are tabulated. Strength tests were carried out according to GOST 473.8-81, chemical resistance according to GOST 473.1-81 and GOST 473.2-81.

Из таблицы видно, что применение за вл емого соотношени (75-85):(15-25) стекло и использование стекла состава , мас.%: SI02 60,0-62,5, СаО 19,0-20,0, МдО 11,9-13,4, А.0з 4,3-5.0, Сг20:з 1,8-2,1The table shows that the use of the claimed ratio (75-85) :( 15-25) glass and the use of glass composition, wt.%: SI02 60.0-62.5, CaO 19.0-20.0, MdO 11.9-13.4, A.0z 4.3-5.0, Cr20: s 1.8-2.1

позвол ет увеличить механическую прочность на 6-12,5% и-химическую устойчивость на 20-40% за вл емого стеклокерамического материала по сравнению с прототипом и тем самым увеличить срокallows you to increase the mechanical strength by 6-12.5% and chemical resistance by 20-40% of the claimed glass-ceramic material in comparison with the prototype and thereby increase the term

Claims

operation of parts from this material. SUMMARY OF THE INVENTION A glass-ceramic material, including glass, containing S10, CaO, MdO and, characterized in that

which, in order to increase the mechanical strength and chemical resistance, it also contains glass in the ratio {75-85) :( 15-25). and the glass additionally contains Cr20z in the following ratio

components, wt.%:

Si0260.0-62.5

CaO19.0-20.0

MdO 11.9-13.4

A 20s4.3-5.0

Cr20z1.8-2.1.

Table 1

table 2