RU2100315C1 - Method of corundum ceramics producing - Google Patents
Method of corundum ceramics producing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2100315C1 RU2100315C1 RU96102514A RU96102514A RU2100315C1 RU 2100315 C1 RU2100315 C1 RU 2100315C1 RU 96102514 A RU96102514 A RU 96102514A RU 96102514 A RU96102514 A RU 96102514A RU 2100315 C1 RU2100315 C1 RU 2100315C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bauxite
- corundum
- ceramics
- mgo
- producing
- Prior art date
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 13
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 11
- 239000010431 corundum Substances 0.000 title claims abstract description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 229910001570 bauxite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 14
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 10
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 5
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 4
- 229910004261 CaF 2 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 3
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 7
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 abstract 1
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 abstract 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 abstract 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 5
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101100513612 Microdochium nivale MnCO gene Proteins 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 1
- 230000001364 causal effect Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к производству керамических материалов, а именно к получению корундовой керамики, используемой при изготовлении керамических узлов оборудования, устойчивых к износу, воздействию агрессивных сред и высоким статическим разрушающим нагрузкам. The invention relates to the production of ceramic materials, namely to obtain corundum ceramics used in the manufacture of ceramic equipment components that are resistant to wear, aggressive environments and high static breaking loads.
Известен способ получения корундовой керамики с пределом прочности на изгиб 250 300 МПа [1] Для изготовления такого материала известен состав шихты [2] мас. Al2O3 (Г-00) 93,94; MnCO3 3,76; SiO2 2,72; Cr2O3 0,48. Добавки хрома, кремния, марганца при температуре спекания 1650oC формируют оптимальную плотную микроструктуру материала, обеспечивающую достаточную механическую прочность материала.A known method of producing corundum ceramics with a tensile strength of bending 250 300 MPa [1] For the manufacture of such material the composition of the charge [2] wt. Al 2 O 3 (G-00) 93.94; MnCO 3 3.76; SiO 2 2.72; Cr 2 O 3 0.48. Additives of chromium, silicon, manganese at a sintering temperature of 1650 o C form the optimal dense microstructure of the material, providing sufficient mechanical strength of the material.
Недостатком этого способа получения корундовой керамики является большой расход высокочистых реагентов и высокая температура спекания керамического материала и изделий из него. The disadvantage of this method of producing corundum ceramics is the high consumption of high-purity reagents and the high sintering temperature of the ceramic material and products from it.
Задача изобретения разработка способа получения корундовой керамики, которая имела бы пониженную температуру спекания при сохранении прочностных характеристик на уровне наиболее широко применяемой корундовой керамики типа ВК-94 [2]
В этом состоит новый технический результат, находящийся в причинно-следственной связи с существенными признаками изобретения.The objective of the invention is the development of a method for producing corundum ceramics, which would have a lower sintering temperature while maintaining strength characteristics at the level of the most widely used corundum ceramics type VK-94 [2]
This is a new technical result, which is in a causal relationship with the essential features of the invention.
Существенные признаки изобретения заключаются в том, что при получении корундового керамического материала в качестве корундообразующего (глиноземсодержащего) компонента шихты берут природный огнеупорный боксит следующего состава, мас. Al2O3 69,4; SiO2 8,18; TiO2 3,42; Fe2O3 2,55; MgO 1,10; MnO 0,23; Cr2O3 0,30; Na2O 0,26; K2O 0,54; P2O5 0,54; V2O5 0,40; ппп 13,02, который смешивают с фторсодержащей добавкой молярного состава MgO CaF2 7 1 при массовом соотношении боксита и добавки 50 3 (химический анализ боксита выполнен с точностью до 2 мас.). Обжиг проводят при температуре не более 1500oC.The essential features of the invention are that upon receipt of corundum ceramic material as a corundum-forming (alumina-containing) component of the charge, natural refractory bauxite of the following composition is taken, wt. Al 2 O 3 69.4; SiO 2 8.18; TiO 2 3.42; Fe 2 O 3 2.55; MgO 1.10; MnO 0.23; Cr 2 O 3 0.30; Na 2 O 0.26; K 2 O 0.54; P 2 O 5 0.54; V 2 O 5 0.40; PPP 13.02, which is mixed with a fluorine-containing additive of a molar composition MgO CaF 2 7 1 with a mass ratio of bauxite and additive of 50 3 (chemical analysis of bauxite is made with an accuracy of 2 wt.). Firing is carried out at a temperature of not more than 1500 o C.
Плотная микроструктура керамики с размерами зерна 3 8 мкм формируется в процессе термообработки уже при 1450oC за счет присутствия указанных спекающих добавок и содержит, кроме корундовой, шпинельную, муллитовую и аморфную фазы. Оптимальное сочетание указанных фаз повышает прочностные характеристики керамики.The dense microstructure of ceramics with a grain size of 3 8 μm is formed during the heat treatment already at 1450 o C due to the presence of these sintering additives and contains, in addition to corundum, spinel, mullite and amorphous phases. The optimal combination of these phases increases the strength characteristics of ceramics.
Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.
В качестве корундообразующего компонента берут природный огнеупорный боксит следующего состава, мас. Al2O3 69,4; SiO2 8,18; TiO2 3,42; Fe2O3 2,55; MgO 1,10; MnO 0,23; Cr2O3 0,30; Na2O 0,26; K2O 0,54; P2O5 0,54; V2O5 0,40; ппп 13,02, тщательно измельчают и смешивают с фторсодержащей добавкой молярного состава MgO CaF2 7 1. Оптимальное соотношение боксит:добавка в шихтовой смеси установлено в пределах 50:3 50:3,5. Смесь после помола просеивают на сите 063. В качестве связки используют 5%-ный водный раствор карбоксиметилцеллюлозы. Из полученной шихты с усилием 35 50 МПа прессуют балочки размером 8х8х85. После сушки образцов на воздухе производят обжиг при 1450oC.As corundum-forming component take natural refractory bauxite of the following composition, wt. Al 2 O 3 69.4; SiO 2 8.18; TiO 2 3.42; Fe 2 O 3 2.55; MgO 1.10; MnO 0.23; Cr 2 O 3 0.30; Na 2 O 0.26; K 2 O 0.54; P 2 O 5 0.54; V 2 O 5 0.40; PPP 13.02, thoroughly crushed and mixed with a fluorine-containing additive of a molar composition MgO CaF 2 7 1. The optimum ratio of bauxite: additive in the charge mixture is set in the range 50: 3 50: 3,5. After grinding, the mixture is sieved on a 063 sieve. A 5% aqueous solution of carboxymethyl cellulose is used as a binder. From the resulting mixture with a force of 35 to 50 MPa, beams of size 8x8x85 are pressed. After drying the samples in air, firing is performed at 1450 o C.
Прочность на изгиб полученных материалов определялась по трехточечной схеме с помощью разрывной машины РН-500. В качестве испытательных образцов использовались балочки с отшлифованной поверхностью (см. таблицу). The bending strength of the materials obtained was determined by a three-point scheme using a RN-500 tensile testing machine. As test samples, beams with a ground surface were used (see table).
Пример 1. Керамический материал, полученный по аналогичной методике из шихты, содержащей только природный боксит указанного выше состава без фторидной добавки, не выдерживает разрушающее усилие изгиба выше 100 150 МПа. Example 1. Ceramic material obtained by a similar procedure from a mixture containing only natural bauxite of the above composition without fluoride additives does not withstand the destructive bending force above 100 150 MPa.
Пример 2. Соотношение боксит добавка в шихтовой смеси варьировалось от 50 1 до 50 7. При этом предел прочности на изгиб полученных материалов сначала возрастал от 120 135 МПа при соотношении боксит добавка 50 1 до 280 305 МПа при оптимальном соотношении 50 3, а затем прочность на изгиб вновь плавно уменьшалась до 190 220 МПа при соотношении боксит фторидная добавка 50 7. Example 2. The ratio of bauxite additive in the charge mixture varied from 50 1 to 50 7. In this case, the bending strength of the obtained materials first increased from 120 135 MPa with the ratio of bauxite additive 50 1 to 280 305 MPa with an optimal ratio of 50 3, and then the strength bending again smoothly decreased to 190 220 MPa with a ratio of bauxite fluoride additive 50 7.
Таким образом для получения корундового керамического материала с пределом прочности на изгиб на уровне материала прототипа установлено оптимальное соотношение боксит добавка, равное 50 3. Thus, to obtain a corundum ceramic material with a flexural strength at the level of the material of the prototype, the optimal ratio of bauxite additive is set equal to 50 3.
Источники информации. Sources of information.
1. Шевченко В.Я. Баринов С.М. Техническая керамика. М. Наука, 1993, с. 187, ил. 1. Shevchenko V.Ya. Barinov S.M. Technical ceramics. M. Science, 1993, p. 187, ill.
2. Поляков А.А. Технология керамических радиоэлектронных материалов. М. Радио и связи, 1989, с.200, ил. 2. Polyakov A.A. Technology of ceramic radio-electronic materials. M. Radio and communications, 1989, p.200, ill.
Claims (1)
SiO2 8,18
TiO2 3,42
Fe2O3 2,55
MgO 1,10
MnO 0,23
Cr2O3 0,30
Na2O 0,26
K2O 0,54
P2O5 0,54
V2O5 0,40
ппп 13,02
который смешивают с фторсодержащей добавкой молярного состава MgO CaF2 7 1 при массовом соотношении боксита и добавки 50 3, а обжиг проводят при температуре не более 1500oС.Al 2 O 3 69.4
SiO 2 8.18
TiO 2 3.42
Fe 2 O 3 2.55
MgO 1.10
MnO 0.23
Cr 2 O 3 0.30
Na 2 O 0.26
K 2 O 0.54
P 2 O 5 0.54
V 2 O 5 0.40
checkpoint 13.02
which is mixed with a fluorine-containing additive of a molar composition MgO CaF 2 7 1 at a mass ratio of bauxite and additive 50 3, and firing is carried out at a temperature of not more than 1500 o C.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96102514A RU2100315C1 (en) | 1996-02-12 | 1996-02-12 | Method of corundum ceramics producing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96102514A RU2100315C1 (en) | 1996-02-12 | 1996-02-12 | Method of corundum ceramics producing |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2100315C1 true RU2100315C1 (en) | 1997-12-27 |
| RU96102514A RU96102514A (en) | 1998-01-27 |
Family
ID=20176740
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU96102514A RU2100315C1 (en) | 1996-02-12 | 1996-02-12 | Method of corundum ceramics producing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2100315C1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2136378C1 (en) * | 1997-12-02 | 1999-09-10 | Институт химии Коми научного центра Уральского отделения РАН | Bauxite concentration process |
| RU2168483C1 (en) * | 2000-03-07 | 2001-06-10 | Институт химии Коми научного центра Уральского отделения РАН | Blend for preparing structural alumina ceramic material and method of manufacturing products made thereof |
| CN107298579A (en) * | 2017-06-16 | 2017-10-27 | 江苏国窑科技有限公司 | A kind of preparation method of aluminium melting furnace amorphous refractory |
| RU2713170C1 (en) * | 2019-07-11 | 2020-02-04 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Cast glassceramic material |
| CN115849878A (en) * | 2022-10-25 | 2023-03-28 | 中国地质大学（北京） | A method for improving the performance of corundum ceramics by using vanadium-titanium magnetite tailings |
-
1996
- 1996-02-12 RU RU96102514A patent/RU2100315C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Шевченко В.Я., Баринов С.М. Техническая керамика. - М.: Наука, 1993, с. 187. Поляков А.А. Технология керамических радиоэлектронных материалов. - М.: Радио и связь, 1989, с. 200. * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2136378C1 (en) * | 1997-12-02 | 1999-09-10 | Институт химии Коми научного центра Уральского отделения РАН | Bauxite concentration process |
| RU2168483C1 (en) * | 2000-03-07 | 2001-06-10 | Институт химии Коми научного центра Уральского отделения РАН | Blend for preparing structural alumina ceramic material and method of manufacturing products made thereof |
| CN107298579A (en) * | 2017-06-16 | 2017-10-27 | 江苏国窑科技有限公司 | A kind of preparation method of aluminium melting furnace amorphous refractory |
| RU2713170C1 (en) * | 2019-07-11 | 2020-02-04 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Cast glassceramic material |
| CN115849878A (en) * | 2022-10-25 | 2023-03-28 | 中国地质大学（北京） | A method for improving the performance of corundum ceramics by using vanadium-titanium magnetite tailings |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5976241A (en) | Activated kaolin powder compound for mixing with cement and method of preparing the same | |
| CN112592174A (en) | Microwave dielectric ceramic material with high thermal shock resistance and preparation method thereof | |
| CN1847196A (en) | Making process of zirconium-containing magnesia brick | |
| CA1268490A (en) | Alumina-zirconia ceramic | |
| RU2100315C1 (en) | Method of corundum ceramics producing | |
| JP3865970B2 (en) | Porcelain composition | |
| US3959002A (en) | Method of manufacturing white furnace boats for firing ceramic articles and novel furnace boats | |
| JPH10194824A (en) | Alumina sintered body containing zirconia | |
| RU2098387C1 (en) | Mixture for manufacture of refractory materials with noncontinuous granular composition | |
| JPS6177208A (en) | Almina ceramic composition | |
| KR102146455B1 (en) | Blast furnace slag-based compositon and hardened product thereof | |
| CN111189705A (en) | Method for rapidly detecting activity of solid waste applied to building material | |
| SU1070132A1 (en) | Ceramic composition for making porcelain products | |
| US6290771B1 (en) | Activated koalin powder compound for mixing with cement and method of preparing the same | |
| RU2171244C1 (en) | Method of preparing corundum ceramic material | |
| SU1723068A1 (en) | Composition for fire barrier coating | |
| RU2081088C1 (en) | Ceramic mass | |
| RU2164503C2 (en) | Blend for preparing ceramics | |
| RU2096383C1 (en) | Mixture for production of shock-viscous corundum ceramics | |
| RU2041182C1 (en) | Charge for ceramic article making | |
| SU1682348A1 (en) | Ceramic composition | |
| RU93013941A (en) | EXPANDING CEMENT ADDITIVE | |
| SU1423531A1 (en) | Method of preparing mortar | |
| SU1652318A1 (en) | Process for preparing cellular concrete mix | |
| SU776999A1 (en) | Binder |