RU1782969C - Способ изготовлени пористой керамики - Google Patents

Abstract

Использование1 получение пенокерами- ческих материалов дл  м%га ллур йч ёской химической промышленности Сущность изобретени  органическую пену пропитывают суспензией, минеральна  часть которой содержит оксиды алюмини  и кремни , удал ют избыток суспензии, сушат, вновь пропитывают суспензией и обжигают при температуре 1595-1840°С. При этом используют суспензии с разным содержанием оксида алюмини , причем общее содержание оксида алюмини  в кера мике составл ет более 60 мол % 1 табл

Description

Изобретение от носитс  к получению пе- нокерамических фильтрующих материалов, примен емых в металлургической, химической промышленности, в частности, дл  фильтрации расплавов металлов.

Известен способ изготовлени  фильтрующей пенокерамики, включающий пропитку поропласта о открытыми порами тиксотропной суспензией, удаление избытка суспензии, сушку и обжиг Изготовленный по этому способу фильтр обеспечивает высокую степень очистки расплава Однако , механическа  прочность такой пенокерамики невысока, т к керамическа  перемычки имеют небольшою толщину и характеризуете наличием большого числа дефектов , возникающих при интенсивном удалении продуктсз разложени  органического каркаса

Наиболее близ им по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к предлагаемому  вл етс  способ изготовлени  пенокерамики включающий

пропитку органической пены, например, пенополиуретана , водной керамической суспензией , сушку, поеторную пропитку и обжиг, причем перед первой пропиткой производитс  обработка с рганического каркаса жидкост ми - модификаторами, повышающими адгезию керамической суспензии По этому способу получают пенофильтры г более высокой механической прочностью до стигаемой за счет увеличени  толщины керамических перемычек Однако, описанный способ не улучшает существенно механические характеристики материала, т.к спекание в отсутствии жидкой фазы не приводит к полному залечиванию дефектов. Жидкофазное сп зканио по этому способу не представл етс  ноЗможным, т.к. керамический каркас при температуре жидкофазного спекани  тер ет устойчивость, Поэтому процесс спекани  проводчт при температурах обеспечивающих твердофазное спекание, что резко увеличивает врем  выдержки и снижает производительность процесса.

W

Ё

VJ

00

го о

Os

о

Целью изобретени   вл етс  повышение прочности материала и производительности процесса. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе, включающем пропитку органической пены керамической суспензией, минеральна  часть которой содержит оксиды алюмини  и кремни , удаление избытка суспензий, сушку, повторную пропитку и обжиг, пропитку пены ведут суспензи ми с разным содержанием оксида алюмини , при этом общее количество оксида алюмини  в пористой ке- составл ет более 60 мол,%, а обжиг осуществл ют при 1595-1840°С,

Положительный эффект способа обусловлен следующим. Диаграм ма состо ни  системы AlaOs-SlOa делитс  на две области: состав 1 с содержанием АЬОз более 60% и температурой солидуса 1840°С и состав II с содержанием менее 60% и температу- рой солидуса 1595°С.

При нагреве до температур выше 1595°С, но ниже 1840°С в слое состав II образуетс  жидкал фаза. В то же врем  слой состава I остаетс  в твердом состо нии. Инфильтраци  жидкой фазы из сло  состава II в слой состава 1 приводит к залечиванию дефектов, образующихс  в результате интенсивного разложени  органического каркаса . Кроме того, пропитка жидкой фазой порогового пространства сло  состава I значительно интенсифиц-ирует процесс спекани  за счет ускоренной перекристаллизации фаз и ускоренного роста межчастичных контактов

Если температура спекани  превышает 1840°С, в обоих сло х по вл етс  жидка  фаза, и керамический каркас тер ет механическую устойчивость. При температуре обжига менее 1595°С жидка  фаза в обоих сло х отсутствует, и спекание происходит по механизму твердофазной диффузии, скорость которой, особенно в слое состава I, крайне мала.

Кроме того, не происходит залечивание дефектов, образовавшихс  в результате выгорани  органического каркаса. Поэтому не удаетс  в конечном итоге достичь высоких значений механической прочности.

Дл  успешной реализации способа должно выполн тьс  условие - содержание оксида алюмини  в керамике 60 мол.%. При этом жидка  фаза, образующа с  в процессе спекани  в слое состава II, пропадает в результате процессов перекристаллизации, стрем сь к своему равновесному значению с содержанием А120з более 60 мол. % (состав I) и температурой солидуса 1840°С. В случае , если содержание оксида алюмини  60 мол.%. жидка  фаза по вл етс  в

обоих сло х, что приводит к потере устойчивости материала.

Условие - содержание оксида алюмини  60 мол.% накладывает ограничение на

содержание в наружном слое состава II.

Таким образом, в предлагаемом способе достигаетс  двойной эффект. Во-первых , наличие жидкой фазы обеспечивает повышение прочности материала за счет

залечивани  дефектов керамических перемычек , Во-вторых, присутствие жидкой фазы повышает производительность процесса за счет ускоренной перекристаллизации фаз и ускоренного роста межчастичных

контактов.

Пример 1, Заготовку размером 60x60x60 из открыто чеистого пенополиуретана со средним размером  чейки 2,5 мм

пропитывали суспензией, состо щей из SiOa + 90 мол,% , удал ли излишки суспензии, сушили, при 150°С 1 ч, производили повторную пропитку суспензией состава SlOa + 50 мол.% . Заготовку

продували сжатым ВОЗДУХОМ, сушили и обжигали при 1720°С 1 ч.

Пример 2, Заготовку из открыто чеистого пенополиуретана размером 60x60x60 мм со средним размером  чейки

2,5 мм пропитывали суспензией, состо щей из SlOa + 70 мол,% AlaOs, удал ли избыток суспензии, сушили при 150°С 1 ч, повторно пропитывали тем же составом и обжигали при 1720°СЗч.

Прочность на сжатие определ ли на разрывной машине (ФРГ) по методике, разработанной на основании ГОСТ 4736-81. Пористость определ ли стандартным методом гидростатического взвешивани . Экспериментальные данные, полученные на образцах по примерам 1 и 2, а также на образцах, полученных аналогично, представлены в таблице.

Анализ полученных результатов показывает , что предлагаемый способ по сравнению с прототипом позвол ет повысить механическую прочность более чем в 2-3 раза и увеличивает производительность процесса в 3 раза.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ изготовлени  пористой керамики , включающий пропитку органической пе- ны керамической суспензией, минеральна  часть которой содержит оксиды алюмини  и кремни , удаление избытка суспензии, сушку , повторную пропитку и обжиг, отличающийс  тем, что. с целью повышени  прочности пористой керамики и произродительности процесса, пропитку пены ведут суспензи ми с разным содержанием оксида алюмини , при этом общее количество оксида алюмини  в пористой кс рамике составл ет более 60 мол %. а обжиг осуществл ют при 1595-184 0°С.

   Свойства образцов, полученных по предлагаемому способу