RU2129999C1 - Method of manufacturing ceramic material - Google Patents

Method of manufacturing ceramic material Download PDF

Info

Publication number
RU2129999C1
RU2129999C1 RU96105258A RU96105258A RU2129999C1 RU 2129999 C1 RU2129999 C1 RU 2129999C1 RU 96105258 A RU96105258 A RU 96105258A RU 96105258 A RU96105258 A RU 96105258A RU 2129999 C1 RU2129999 C1 RU 2129999C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
components
ceramic material
charge
talc
carried out
Prior art date
Application number
RU96105258A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96105258A (en
Inventor
Н.П. Шалыгина
В.М. Червакова
Original Assignee
Акционерное общество открытого типа "Прогресс"
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 Акционерное общество открытого типа "Прогресс" filed Critical Акционерное общество открытого типа "Прогресс"
Priority to RU96105258A priority Critical patent/RU2129999C1/en
Publication of RU96105258A publication Critical patent/RU96105258A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2129999C1 publication Critical patent/RU2129999C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

FIELD: ceramics. SUBSTANCE: method of manufacturing alumina-based ceramic material, suitable as refractory material for military-destination armory constructions, including heat pretreatment of talc followed by mixing it with alumina, adding titanium oxide, joint wet milling of charge components, drying, calcination, pressing, and sintering is distinguished by that charge components, prior to be mixed, are separately dispersed until magnitude of specific surface not higher than 10000 sq.cm/g is attained, after which components are sieved and demagnetized, and, after charge is dried, it is additionally sieved. EFFECT: increased apparent density and mechanical strength. 6 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области военной техники и может быть испльзовано в производстве высокопрочного материала для бронезащитной конструкции. The invention relates to the field of military equipment and can be used in the manufacture of high-strength material for armor-resistant construction.

Известен способ упрочнения керамики, согласно которому на поверхность керамического материала наносят пленку металла и подвергают термообработке (см. заявка ЕПВ N 0152951, опубл.28.08.85, МКИ C 04 B 41/88). A known method of hardening of ceramics, according to which a metal film is applied to the surface of a ceramic material and subjected to heat treatment (see application EPO N 0152951, publ. 28.08.85, MKI C 04 B 41/88).

Недостатком данного способа является высокая трудоемкость и недостаточная механическая прочность получаемого материала. The disadvantage of this method is the high complexity and lack of mechanical strength of the obtained material.

Известен технологический процессе изготовления корундового керамического материала, включающий предварительный обжиг технического глинозема, помол глинозема и электроплавленного корунда, литье из водных суспензий, спекание и обжиг корунда (см. книгу В.Л.Балкевич "Техническая керамика", Издательство литературы по строительству, M., 1968, стр. 89). A well-known manufacturing process for the production of corundum ceramic material, including preliminary firing of technical alumina, grinding alumina and electrofused corundum, casting from aqueous suspensions, sintering and firing of corundum (see the book by V. L. Balkevich "Technical Ceramics", Publishing House of Construction Literature, M. , 1968, p. 89).

Корундовый керамический материал, полученный по известному способу, зачастую не обеспечивает нужных прочностных характеристик, необходимых, в частности, для изготовления бронезащитных конструкций. Corundum ceramic material obtained by a known method, often does not provide the necessary strength characteristics required, in particular, for the manufacture of armored structures.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения корундового керамического материала с пониженной температурой спекания (см. статью В.Б. Ложникова и др. "Корундовый керамический материал с пониженной температурой спекания", в журнале "Стекло и керамика", Москва, Стройиздат, N 8 за август 1992 г., стр. 21-22). Closest to the proposed is a method for producing corundum ceramic material with a reduced sintering temperature (see the article by VB Lozhnikov et al. "Corundum ceramic material with a reduced sintering temperature", in the journal Glass and Ceramics, Moscow, Stroyizdat, N 8 for August 1992, pp. 21-22).

Согласно этому способу оксид алюминия в виде технического глинозема смешивали в шаровой мельнице с борной кислотой с последующей термообработкой, одновременно проводили термообработку талька. Термообработанные оксид алюминия и тальк подвергали совместному помолу с модифицирующими добавками мокрым способом в шаровой мельнице, затем сушили, готовили термопластичный шликер, спекали в электрической щелевой печи. According to this method, alumina in the form of technical alumina was mixed in a ball mill with boric acid, followed by heat treatment, and heat treatment of talc was simultaneously carried out. The heat-treated alumina and talc were subjected to joint grinding with modifying additives by a wet method in a ball mill, then dried, a thermoplastic slip was prepared, and sintered in an electric slot furnace.

По данному способу получали керамический материала с использованием оксида алюминия в виде термообработанного технического глинозема марки ГОО, вследствие чего прочностные характеристики конечного продукта были невысокие. Продолжительность помола довольно велика, более 50 ч. Совместный помол оксида алюминия и модифицирующих добавок не позволяет получить материал с оптимальными физическими характеристиками. Совокупность указанных недостатков существенным образом влияла на качество получаемого керамического материала и не обеспечивала получение равномерной и равноплотной с высокими прочностными характеристиками заготовки. According to this method, a ceramic material was obtained using aluminum oxide in the form of heat-treated technical alumina of the GOO brand, as a result of which the strength characteristics of the final product were low. The grinding time is quite long, more than 50 hours. Combined grinding of aluminum oxide and modifying additives does not allow to obtain a material with optimal physical characteristics. The combination of these disadvantages significantly affected the quality of the obtained ceramic material and did not provide a uniform and equally dense with high strength characteristics of the workpiece.

Предлагаемый способ направлен на получение керамического материала с высокой кажущейся плотностью и механической прочностью, что позволяет использовать его, в частности, при изготовлении бронезащитных конструкций. The proposed method is aimed at obtaining a ceramic material with a high apparent density and mechanical strength, which allows it to be used, in particular, in the manufacture of armored structures.

Поставленная цель достигается способом получения керамического материала на основе оксида алюминия, включающем предварительную термическую обработку талька и последующее его смешивание с оксидом алюминия и добавкой оксида титана, совместный мокрый помол компонентов шихты с последующей сушкой и прокаливанием, прессованием и спеканием, при этом перед смешиванием компонентов шихты проводят их раздельное диспергирование до величины удельной поверхности не более 10000 см2/г с последующим их просевом и отмагничиванием, т.е. магнитной сепарацией, а после сушки шихты проводят ее дополнительный просев.This goal is achieved by a method of producing a ceramic material based on aluminum oxide, including preliminary heat treatment of talc and its subsequent mixing with alumina and titanium oxide, joint wet grinding of the charge components, followed by drying and calcination, pressing and sintering, while before mixing the charge components they are separately dispersed to a specific surface area of not more than 10,000 cm 2 / g, followed by their screening and magnetization, i.e. magnetic separation, and after drying the mixture spend its additional sieving.

Термообработку талька проводят при температуре 1170oC ± 10oC.Heat treatment of talc is carried out at a temperature of 1170 o C ± 10 o C.

Диспергирование талька производят в течение 1,5 ч. Talc dispersion is carried out for 1.5 hours.

Смешивание компонентов и совместный помол мокрым способом производят в течение 3 ч. The components are mixed and co-milled wet for 3 hours.

Прокаливание шихты производят при температуре 900oC ± 30oC.Calcination of the charge is carried out at a temperature of 900 o C ± 30 o C.

В качестве мелющих тел используют цилиндры из керамического материала с содержанием оксида алюминия не менее 73% высотой (13 ± 1) мм, диаметром (12 ± 1) мм. Cylinders made of ceramic material with an alumina content of at least 73% high (13 ± 1) mm and a diameter of (12 ± 1) mm are used as grinding bodies.

По предлагаемому способу керамический материал получали следующим образом. According to the proposed method, the ceramic material was obtained as follows.

Исходными компонентами являлись: а) оксид алюминия в виде технического глинозема ГОСТ 6912.1-93 марки ГК, с содержанием α-формы не менее 85%; б) тальк кусковой Онотского месторождения, ТУ21-25-207-86, в составе которого оксид магния (II), оксид кремния (IV) и примеси оксида кальция (II), оксида железа (III), оксидов натрия и калия; в) оксид титана (IV), ТУ6-10-727-87. The initial components were: a) aluminum oxide in the form of technical alumina GOST 6912.1-93 grade GK, with an α-form content of at least 85%; b) talc of the lump of the Onotsk deposit, TU21-25-207-86, which contains magnesium oxide (II), silicon oxide (IV) and impurities of calcium oxide (II), iron oxide (III), sodium and potassium oxides; c) titanium (IV) oxide, TU6-10-727-87.

В начале производили подготовку компонентов. In the beginning, the components were prepared.

Для получения керамического материала использовали оксид алюминия в виде технического глинозема марки ГК, так как он по своим физико-химическим характеристикам более стабилен, в нем выше содержание α-формы, меньше засоряющих примесей, в частности щелочных, которые отрицательно влияют на механическую прочность, он позволяет исключить предварительную термообработку. To obtain the ceramic material, aluminum oxide was used in the form of technical alumina of the GK brand, since it is more stable in its physical and chemical characteristics, it has a higher α-content, less clogging impurities, in particular alkaline, which adversely affect mechanical strength, it allows to exclude preliminary heat treatment.

Тальк измельчали на щековой дробилке, сортировали вручную, отбирая железистые включения, подвергали термообработке в газовой печи при (117 ± 10)oC и диспергировали. Оксид алюминия также диспергировали отдельно от талька в течение 4 часов. Оксид титана, как и другие компоненты, также диспергировали до
Sуд ≤ 10000 см2/г.
Talc was crushed on a jaw crusher, manually sorted, selecting ferruginous inclusions, subjected to heat treatment in a gas furnace at (117 ± 10) o C and dispersed. Alumina was also dispersed separately from talc for 4 hours. Titanium oxide, like other components, was also dispersed to
S beats ≤ 10000 cm 2 / g.

После этого производили смешивание всех исходных компонентов и совместный помол мокрым способом в шаровой мельнице типа МШ-60 в течение 3 ч. После помола сушили, промывали на сетке 0355, производили отмагничивание и прокаливали при температуре 900oC, затем опять просеивали и готовили пресспорошки, а затем оформляли заготовки двухсторонним прессованием на гидравлических прессах и подвергали их спеканию в газовых печах при (1430 ± 10)oC.After this, all the starting components were mixed and wet co-milled in a ball mill of the MSh-60 type for 3 hours. After grinding, they were dried, washed on a 0355 grid, magnetization was carried out and calcined at a temperature of 900 o C, then they were again sieved and fresh powders were prepared, and then blanks were formed by double-sided pressing on hydraulic presses and subjected to sintering in gas furnaces at (1430 ± 10) o C.

По сравнению с прототипом по предлагаемому способу диспергирование исходных компонентов ведут раздельно и до Sуд. ≤ 10000 см2/г. Это позволяет более равномерно распределять между собой частицы компонентов и тем самым создать благоприятные условия для эффективного спекания и получения мелкозернистой структуры, которая обуславливает высокую механическую прочность получаемого керамического материала. Кроме того, предварительное диспергирование позволяет сократить время помола мокрым способом.Compared with the prototype of the proposed method, the dispersion of the starting components is carried out separately and up to S beats. ≤ 10000 cm 2 / g. This allows you to more evenly distribute the particles of the components among themselves and thereby create favorable conditions for effective sintering and obtaining a fine-grained structure, which determines the high mechanical strength of the obtained ceramic material. In addition, pre-dispersion reduces the wet grinding time.

В отличие от прототипа тальк подвергали предварительному обжигу при (117 ± 10)oC в течение 2 ч (при максимальной температуре). Это значительно ниже температуры термообработки у прототипа. Понижение температуры обжига вызывает изменения в структурном строении компонентов талька по сравнению с прототипом, а именно повышает реакционную способность, увеличивает взаимное проникновение частиц вещества друг в друга и в конечном итоге приводит к более благоприятным условиям создания мелкокристаллической структуры. Использование при просеивании сетки 0355 также позволяло равномерно распределить и повысить реакционную способность компонентов.In contrast to the prototype, talc was subjected to preliminary calcination at (117 ± 10) o C for 2 hours (at maximum temperature). This is significantly lower than the heat treatment temperature of the prototype. Lowering the firing temperature causes changes in the structural structure of the components of talc in comparison with the prototype, namely it increases the reactivity, increases the mutual penetration of the particles of the substance into each other and ultimately leads to more favorable conditions for the creation of a fine-crystalline structure. The use of 0355 mesh during sieving also made it possible to evenly distribute and increase the reactivity of the components.

Совокупность указанных операций в конечном итоге привела к получению технического результата - керамического материала с высокой механической прочностью и кажущейся плотностью. The combination of these operations ultimately led to a technical result - a ceramic material with high mechanical strength and apparent density.

Пример конкретного исполнения. An example of a specific implementation.

Изготовлялись заготовки из керамического материала, включающего, кг:
Оксид алюминия в виде технического глинозема марки ГК - 18,8
Тальк онотский - 0,7
Оксид титана - 0,5
В качестве мелющих тел использовали цилиндры из керамического материала с содержанием оксида алюминия не менее 73% высотой (13 ± 1) мм; диаметром (12 ± 1) мм.
Billets were made of ceramic material, including, kg:
Aluminum oxide in the form of technical alumina brand GK - 18.8
Talot of Onot - 0.7
Titanium Oxide - 0.5
As grinding media, cylinders made of ceramic material with an alumina content of at least 73% and a height of (13 ± 1) mm were used; diameter (12 ± 1) mm.

Для мокрого смешения и совместного помола использовали дистиллированную воду. Distilled water was used for wet mixing and co-milling.

Соотношение материала: мелющие тела: вода = 1:3 - 4,5:1
Тальк дробили, обжигали при To = 1170oC ± 20oC.
The ratio of material: grinding media: water = 1: 3 - 4.5: 1
Talc was crushed, calcined at T o = 1170 o C ± 20 o C.

Все компоненты диспергировали до Sуд. ≤ 10000 см2/г. Приготовление материала (смешивание компонентов и совместный помол мокрым способом) производили в мельнице МШ-60 в течение 3 ч. Далее производили сушку, просеивали через сито 0355, производили отмагничивание, шихту прокаливали при (900 ± 30)oC, вновь просеивали через сетку 0355, готовили пресспорошок, оформляли заготовки на гидравлическом прессе двусторонним прессованием, путем засыпки пресспорошка в металлическую форму, сжатия и придания ему формы и необходимой прочности под давлением, спекали заготовки в газовой печи с выдержкой при максимальной температуре 1430oC ± 10oC в течение 2 - 2,5 ч.All components were dispersed to S beats. ≤ 10000 cm 2 / g. Preparation of the material (mixing the components and co-grinding by wet method) was carried out in the mill МШ-60 for 3 hours. Next, drying was performed, sieved through a 0355 sieve, magnetization was carried out, the charge was calcined at (900 ± 30) o C, again sieved through a 0355 mesh , prepared a pre-powder, formed blanks on a hydraulic press with double-sided pressing, by filling the pre-powder into a metal mold, compressing and shaping it and the necessary strength under pressure, sintered the preforms in a gas furnace with holding at maximum second temperature 1430 o C ± 10 o C for 2 - 2.5 hours.

Технические характеристики полученного материала показаны в таблице. Technical characteristics of the obtained material are shown in the table.

Как видно из таблицы, кажущаяся плотность и твердость предлагаемого керамического материала выше, чем у прототипа. As can be seen from the table, the apparent density and hardness of the proposed ceramic material is higher than that of the prototype.

Керамический материал, полученный по предлагаемому способу, обладает высокой механической прочностью, что позволило использовать его для изготовления элементов для бронезащитных конструкций, в частности бронежилетов. The ceramic material obtained by the proposed method has high mechanical strength, which allowed it to be used for the manufacture of elements for armored structures, in particular bulletproof vests.

Результаты испытаний броневых блоков, полученных по предлагаемому способу, положительны, обеспечивают защиту от пуль Б-32 и ЛПС ОБ/ССТ патрона 7,62 • 54Р для винтовки СВД. Живучесть броневых пластин 6-8 выстрелов. The test results of the armor blocks obtained by the proposed method are positive, provide protection against bullets B-32 and LPS OB / SST cartridge 7.62 • 54P for the SVD rifle. Vitality of armor plates of 6-8 rounds.

Claims (6)

1. Способ изготовления керамического материала на основе оксида алюминия, включающий предварительную термическую обработку талька и последующее его смешивание с оксидом алюминия и добавкой оксида титана, совместный мокрый помол компонентов шихты с последующими сушкой и прокаливанием, прессованием и спеканием, отличающийся тем, что перед смешиванием компонентов шихты проводят их раздельное диспергирование до величины удельной поверхности не более 10000 см2/г с последующими их просевом и отмагничиванием, а после сушки шихты проводят ее дополнительный просев.1. A method of manufacturing a ceramic material based on aluminum oxide, including preliminary heat treatment of talc and its subsequent mixing with aluminum oxide and the addition of titanium oxide, joint wet grinding of the charge components, followed by drying and calcination, pressing and sintering, characterized in that before mixing the components the charges carry out their separate dispersion to a specific surface area of not more than 10,000 cm 2 / g, followed by their sifting and magnetization, and after drying, the charge is carried out for additional sifting. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что термообработку талька проводят при (1170 ± 10)oC.2. The method according to claim 1, characterized in that the heat treatment of talc is carried out at (1170 ± 10) o C. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что диспергирование талька производят в течение 1,5 ч. 3. The method according to claim 1, characterized in that the dispersion of talc is produced within 1.5 hours 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что смешивание компонентов и совместный помол мокрым способом производят в течение 3 ч. 4. The method according to claim 1, characterized in that the mixing of the components and joint grinding by the wet method is carried out for 3 hours 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что прокаливание шихты производят при (900 ± 30)oC.5. The method according to claim 1, characterized in that the calcination of the charge is carried out at (900 ± 30) o C. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве мелющих тел используют цилиндры из высокоглиноземистого материала. 6. The method according to claim 1, characterized in that as the grinding media use cylinders of high alumina material.
RU96105258A 1996-03-19 1996-03-19 Method of manufacturing ceramic material RU2129999C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96105258A RU2129999C1 (en) 1996-03-19 1996-03-19 Method of manufacturing ceramic material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96105258A RU2129999C1 (en) 1996-03-19 1996-03-19 Method of manufacturing ceramic material

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU96105258A RU96105258A (en) 1998-05-27
RU2129999C1 true RU2129999C1 (en) 1999-05-10

Family

ID=20178214

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96105258A RU2129999C1 (en) 1996-03-19 1996-03-19 Method of manufacturing ceramic material

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2129999C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2751616C1 (en) * 2020-08-28 2021-07-15 Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Технологический Центр Быстрая Керамика Method for preparing suspension for casting ceramic articles

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Ложников В.Б. Корундово-керамический материал с пониженной температурой спекания. Стекло и керамика. - М.: Стройиздат, N 8, 1992, с.21 и 22. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2751616C1 (en) * 2020-08-28 2021-07-15 Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Технологический Центр Быстрая Керамика Method for preparing suspension for casting ceramic articles

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3758318A (en) Production of mullite refractory
DE102017121452A9 (en) Process for the production of a porous sintered magnesia, batch for the production of a heavy clay fireproof product with a granulation of sintered magnesia, such a product and process for its production, delivery of an industrial furnace and industrial furnace
CN108516795A (en) A kind of lightening fire resistant ceramic and preparation method thereof
DE68908415T2 (en) FIRE RESISTANT MATERIAL WITH LOW CEMENT CONTENT.
CA2093615A1 (en) Electric arc furnace dust as a raw material for brick
EP2864731B1 (en) Ceramic compositions comprising alumina
RU2129999C1 (en) Method of manufacturing ceramic material
US3929498A (en) Sintered zirconia bodies
CN106747362B (en) Ceramic grinding body and preparation method thereof
EP2776378A1 (en) Method for producing transparent ceramic objects by means of fluidised bed granulation
CN112897994A (en) Preparation method of corundum spinel complex phase material
RU2739391C1 (en) Method of producing articles from corundum armor ceramics
CN108033798B (en) Cordierite-spinel hollow sphere sagger, preparation method and application thereof
RU2534864C2 (en) Charge based on aluminium oxide, and method for obtaining strong ceramics
RU2096384C1 (en) Ceramic material
US3712599A (en) Method of producing high density refractory grain from natural magnesite
US3817765A (en) Single pass prereacted grain and method of making
CN110498669A (en) A method of periclase matter saggar is prepared using waste magnesia carbon bricks
RU2730229C9 (en) Mixture based on aluminium oxide and method of producing strong ceramics
RU2742166C1 (en) Method for producing ceramic brick
JPH09301766A (en) Porous spinel clinker and its production
KR20190074743A (en) Method for preparing magnesium compound
CA1083184A (en) High density low porosity refractory product and process for making the same
RU2155173C2 (en) Charge for production of water-resistant lime clinker
CN110240469B (en) Microcrystal wear-resistant brick and processing method thereof