RU2055048C1 - Способ получения керамики на основе муллита (oxsanalox-m) - Google Patents
Способ получения керамики на основе муллита (oxsanalox-m) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2055048C1 RU2055048C1 RU93028356A RU93028356A RU2055048C1 RU 2055048 C1 RU2055048 C1 RU 2055048C1 RU 93028356 A RU93028356 A RU 93028356A RU 93028356 A RU93028356 A RU 93028356A RU 2055048 C1 RU2055048 C1 RU 2055048C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mullite
- silicon
- aluminum
- silicon dioxide
- nitride
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
Использование: технология получения керамики из муллита в огнеупорной промышленности, металлургии, энергетике, химии, машиностроении, радиоэлектронике, медицине для изготовления изделий разнообразного назначения. Сущность изобретения: способ получения керамики на основе муллита включает приготовление шихты из порошков диоксида кремния, оксида и нитрида алюминия состава, мас.%: диоксид кремния 22,1-32,8; нитрид алюминия 1,0-73,9; оксид алюминия 0,1-76,9 путем смешения компонентов при соблюдении атомного соотношения кремний : алюминий (Si : Al) от 1 : 3 до 1 : 4. Обжиг осуществляют в кислородсодержащей атмосфере до прекращения изменений массы обжигаемых заготовок. После охлаждения получают однофазную керамику на основе муллита, которая имеет тонкозернистую структуру (размер зерен от 1 до 5 мкм) высокую термостойкость и термостабильность наряду с повышенной прочностью (предел прочности при сжатии составляет 440-480 МПа) 1 табл.
Description
Изобретение относится к способам по- лучения поликристаллических керамических материалов на основе двойных оксидов и может быть использовано в огнеупорной промышленности, металлургии, энергетике, химии, машиностроении, медицине и т.п.
Известно, что муллит имеет формулу 3Аl2О3·2SiО2. Керамика на его основе отличается разнообразованием свойств и характеристик, в том числе в зависимости от состава исходной шихты и условий обработки.
Известно получение керамики на основе муллита путем приготовления шихты из водного раствора нитрата алюминия Аl(NО3)3·9Н2О и тетраэтилортосиликата Si(ОС2Н5)4, взятых в соотношении, обеспечивающем получение после пиролиза раствора при 873 К порошка с содержанием оксида алюминия 60-78% [1] Этот порошок подвергается прокаливанию при 1223 К в течение 1 ч, тонкому измельчению с последующим формованием заготовок, обжиг которых производится на воздухе при 1923 К в течение 4 ч.
Однако при этом получают керамику муллито-кремнеземистого состава и используют двухстадийную технологию (первая стадия синтез, вторая спекание).
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ получения керамики на основе муллита по одностадийной технологии [2] который предусматривает смешение порошков корунда и алюмосиликатного стекла системы SiО2-Аl2О3-МgО, взятых в соотношении, мас. (40-60):(60-40), с последующим введением связки, формованием заготовок и их обжигом на воздухе при 1720-1820 К в течение 1 ч.
Керамика, полученная по этому способу, обладает повышенной трещиностойкостью и термостойкостью, выдерживая 20-27 теплосмен 1073 МК вода, однако она содержит до 10% стеклофазы.
Задачей изобретения является получение однофазной тонкозернистой (с зернами 1-5 мкм) керамики на основе муллита по одностадийной технологии (путем совмещения синтеза и спекания), обладающей повышенной термостойкостью и термостабильностью.
Для этого в способе получения керамики, который осуществляется путем приготовления шихты из порошков кремний- и алюминийсодержащего компонентов, формования заготовок и их последующего обжига в кислородсодержащей атмосфере, в качестве кремнийсодержащего компонента используют диоксид кремния, а в качестве алюминийсодержащего нитрид и оксид алюминия при следующих количественных соотношениях, мас. Диоксид кремния 22,1-32,8 Нитрид алюминия 1,0-73,9 Оксид алюминия 0,1-76,9 причем при смешении компонентов соблюдают атомное соотношение кремний и алюминий Si:Аl от 1:3 до 1:4, а обжиг осуществляют до прекращения изменений массы обжигаемых заготовок.
Сущность предложенного способа заключается в следующем:
на первом этапе путем совместного помола готовят исходную шихту из порошков диоксида кремния SiО2, оксида алюминия Аl2О3 и нитрида алюминия АlN, соблюдая вышеуказанные количественные соотношения;
на втором этапе из полученной шихты готовят формовочную массу, формуют заготовки и обжигают их в кислородсодержащей атмосфере при парциальном давлении не ниже 10 Па (10-4 атм и выше) при 1670-1970 К до прекращения изменений массы обжигаемых заготовок.
на первом этапе путем совместного помола готовят исходную шихту из порошков диоксида кремния SiО2, оксида алюминия Аl2О3 и нитрида алюминия АlN, соблюдая вышеуказанные количественные соотношения;
на втором этапе из полученной шихты готовят формовочную массу, формуют заготовки и обжигают их в кислородсодержащей атмосфере при парциальном давлении не ниже 10 Па (10-4 атм и выше) при 1670-1970 К до прекращения изменений массы обжигаемых заготовок.
После охлаждения получают однофазную керамику на основе муллита, отличающуюся тонкозернистой структурой, повышенной термостойкостью и термостабильностью. При этом керамика имеет развитую поровую структуру и спеченный тонкозернистый каркас из муллитовых зерен.
Важным моментом предложенного технического решения является тот факт, что в процессе окислительного обжига заготовок в газовую атмосферу выделяется только азот, безвредный для человека и окружающей среды, что экологически весьма благоприятно.
Таким образом, технический результат изобретения достигается за счет выбора состава исходной смеси, соотношения компонентов в ней и выбора условий термообработки.
При выходе за указанные пределы количественных соотношений компонентов или при нарушении других условий осуществления способа не удается решить основную задачу предложенного изобретения по- лучить однофазную тонкозернистую керамику из муллита с повышенной термостойкостью и термостабильностью.
Петрографический, рентгенофазный и ИК-спектральный анализы подтвердили, что предложенным способом удается получить тонкозернистую однофазную керамику из муллита, основные свойства которой представлены в таблице.
П р и м е р 1. Смешивают 44,2 г диоксида кремния (SiО2, ЧДА, ГОСТ 9428-73), 153,8 г оксида алюминия (Аl2О3, ЧДА, ТУ 6-09-426-75) и 2,0 г нитрида алюминия (АlN, Ч, ТУ 6-09-110-75) и путем совместного помола на планетарной мельнице готовят шихту, содержащую, мас. диоксид кремния 22,1; оксид алюминия 76,9; нитрид алюминия 1,0, при атомном соотношении кремний: алюминий (Si: Аl) 1:4, в которую вводят 6 г парафина. Затем путем гранулирования получают пресс-порошок, из которого при 300 МПа формуют заготовки и обжигают их на воздухе при 1870 К до прекращения изменений массы этих заготовок. Свойства полученной керамики представлены в таблице.
П р и м е р 2. Смешивают 65,6 г диоксида кремния (SiО2, ОСЧ, ТУ 6-09-4901-80), 0,2 г оксида алюминия (Аl2О3, марка ГК, ПГО "Глинозем", г. Пикалево) и 134,2 г нитрида алюминия (АlN, СВС, ТУ 88-20-40-82) и путем совместного помола на планетарной мельнице готовят шихту, содержащую, мас. диоксид кремния 32,8; оксид алюминия 0,1; нитрид алюминия 67,1, при атомном соотношении кремний:алюминий (Si:Аl) 1:3, в которую вводят 4 г каучука. После гранулирования формуют заготовки, которые сушат и обжигают на воздухе при 1770 К до прекращения изменений массы обжигаемых заготовок. В результате чего получают керамику из муллита с тонкозернистой структурой, основные свойства которой представлены в таблице.
П р и м е р 3. Смешивают 52,0 г диоксида кремния (SiО2, ЧДА, ГОСТ 9428-73), 0,2 г оксида алюминия (Аl2О3, ЧДА, ТУ 6-09-426-75) и 147,8 г нитрида алюминия (АlN, Ч, ТУ 6-09-110-75) и путем совместного помола на планетарной мельнице готовят шихту, содержащую, мас. диоксид кремния 26,0; оксид алюминия 01, нитрид алюминия 73,9, при атомном соотношении кремний: алюминий (Si: Аl) 1:4, в которую вводят 8 г парафина. Затем путем гранулирования получают пресс-порошок, из которого при 100 МПа формуют заготовки и обжигают их на воздухе при 1870 К до прекращения изменений массы этих заготовок. После охлаждения получают керамику на основе муллита, основные свойства которой представлены в таблице.
Основные свойства и характеристики керамики на основе муллита, полученной по примерам 1-3, представлены в таблице в сравнении с характеристиками прототипа [2]
Анализ полученных результатов и данных, представленных в таблице, показывает, что задача изобретения решена получена тонкозернистая однофазная керамика из муллита с размером зерен 1-5 мкм, что положительным образом сказывается на прочности материала, термостойкости, термостабильности и некоторых других свойствах керамики из муллита (ОХSANALOХ-М).
Анализ полученных результатов и данных, представленных в таблице, показывает, что задача изобретения решена получена тонкозернистая однофазная керамика из муллита с размером зерен 1-5 мкм, что положительным образом сказывается на прочности материала, термостойкости, термостабильности и некоторых других свойствах керамики из муллита (ОХSANALOХ-М).
Промышленная применимость предложенного способа получения керамики из муллита возможна благодаря использованию стандартного технологического оборудования, применяемого на керамических заводах, и доступных источников сырья, наряду с обеспечением экологически благоприятных условий и режимов как на стадии реализации способа получения, так и при использовании керамики ОХААОХ-М.
Claims (1)
- СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМИКИ НА ОСНОВЕ МУЛЛИТА (OXSANALOX-M) путем приготовления шихты смешением порошков кремний- и алюминийсодержащего компонентов, формования заготовок и их последующего обжига в кислородсодержащей атмосфере, отличающийся тем, что в качестве кремнийсодержащего компонента используют диоксид кремния, а в качестве алюминийсодержащего - оксид и нитрид алюминия при следующих количественных соотношениях, мас.%:
Диоксид кремния - 22,1 - 32,8
Оксид алюминия - 0,1 - 76,9
Нитрид алюминия - 1,0 - 73,9
причем при смешении компонентов соблюдают атомное соотношение кремний : алюминий 1 : 3 - 4, а обжиг осуществляют до прекращения изменений массы обжигаемых заготовок.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93028356A RU2055048C1 (ru) | 1993-05-13 | 1993-05-13 | Способ получения керамики на основе муллита (oxsanalox-m) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93028356A RU2055048C1 (ru) | 1993-05-13 | 1993-05-13 | Способ получения керамики на основе муллита (oxsanalox-m) |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU93028356A RU93028356A (ru) | 1995-08-10 |
RU2055048C1 true RU2055048C1 (ru) | 1996-02-27 |
Family
ID=20142233
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93028356A RU2055048C1 (ru) | 1993-05-13 | 1993-05-13 | Способ получения керамики на основе муллита (oxsanalox-m) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2055048C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2463275C1 (ru) * | 2011-04-27 | 2012-10-10 | Учреждение Российской академии наук Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения РАН (ИХТТМ СО РАН) | Способ получения муллита |
-
1993
- 1993-05-13 RU RU93028356A patent/RU2055048C1/ru active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Заявка ФРГ N 3618758.5, кл. C 04B 35/18, 1987. * |
2. Авторское свидетельство СССР N 1571035, кл. C 04B 35/10, 1987. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2463275C1 (ru) * | 2011-04-27 | 2012-10-10 | Учреждение Российской академии наук Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения РАН (ИХТТМ СО РАН) | Способ получения муллита |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2533992B2 (ja) | アルミニウムチタネ―トセラミックス及びその製造方法 | |
US3979216A (en) | Low thermal expansion coefficient synthetic cordierite-containing ceramic bodies and method for producing same | |
JPH07277814A (ja) | アルミナ基セラミックス焼結体 | |
US3312558A (en) | Calcium hexaluminate articles | |
RU2055048C1 (ru) | Способ получения керамики на основе муллита (oxsanalox-m) | |
RU2054396C1 (ru) | Способ получения корундомуллитовой керамики scnalox - mc | |
RU2064469C1 (ru) | Способ получения керамики на основе муллита (sonalox-m) | |
RU2053981C1 (ru) | Способ получения керамики на основе муллита sinalox-m | |
RU2053978C1 (ru) | Способ получения корундомуллитовой керамики sonalox-msc | |
RU2055050C1 (ru) | Способ получения реакционноспеченной керамики на основе муллита (oxsalsox-m) | |
RU2046777C1 (ru) | Способ получения корундотиалитовой керамики (oxtinalox - ct) | |
RU2046784C1 (ru) | Способ получения керамического материала из титаната алюминия (altonalox - t) | |
RU2055046C1 (ru) | Способ получения реакционноспеченной керамики на основе муллита (sialox-m) | |
RU2055049C1 (ru) | Способ получения реакционноспеченной керамики на основе муллита (sialonox-m) | |
RU2055047C1 (ru) | Способ получения реакционноспеченной керамики на основе муллита (oxsanalsox-m) | |
RU2046780C1 (ru) | Способ получения керамического материала из титаната алюминия (alotnox - t) | |
RU2046773C1 (ru) | Способ получения корундотиалитовой керамики (tinalox - fct) | |
RU2054399C1 (ru) | Способ получения керамического материала altotinox - t из титаната алюминия | |
RU2046776C1 (ru) | Способ получения корундотиалитовой керамики (tonalox - ct) | |
JPH0694390B2 (ja) | 窒化珪素焼結体 | |
RU2054400C1 (ru) | Способ получения керамики из титаната алюминия tonalox - tcs | |
RU2046782C1 (ru) | Способ получения керамического материала из титаната алюминия (tonatnox - t) | |
RU2046781C1 (ru) | Способ получения керамики из титаната алюминия (tonalpox - t) | |
RU2046779C1 (ru) | Способ получения керамики из титаната алюминия (alotnpox - t) | |
JP3882070B2 (ja) | ジルコン酸カルシウム/スピネル系複合多孔体及びその製造方法 |