RU2167841C2 - Сферические керамические элементы, полученные формованием, способ их изготовления - Google Patents

Сферические керамические элементы, полученные формованием, способ их изготовления Download PDF

Info

Publication number
RU2167841C2
RU2167841C2 RU98115716/03A RU98115716A RU2167841C2 RU 2167841 C2 RU2167841 C2 RU 2167841C2 RU 98115716/03 A RU98115716/03 A RU 98115716/03A RU 98115716 A RU98115716 A RU 98115716A RU 2167841 C2 RU2167841 C2 RU 2167841C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
equal
elements
suspension
spherical
preferably less
Prior art date
Application number
RU98115716/03A
Other languages
English (en)
Other versions
RU98115716A (ru
Inventor
Мельтген Пауль
Вильхельм Пирмин
Лютте Мартин
Original Assignee
Корунд Лауфенбург ГмбХ
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 Корунд Лауфенбург ГмбХ filed Critical Корунд Лауфенбург ГмбХ
Publication of RU98115716A publication Critical patent/RU98115716A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2167841C2 publication Critical patent/RU2167841C2/ru

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2/00Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic
    • B01J2/16Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic by suspending the powder material in a gas, e.g. in fluidised beds or as a falling curtain
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/10Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminium oxide
    • C04B35/111Fine ceramics
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/10Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminium oxide
    • C04B35/111Fine ceramics
    • C04B35/1115Minute sintered entities, e.g. sintered abrasive grains or shaped particles such as platelets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/10Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminium oxide
    • C04B35/111Fine ceramics
    • C04B35/117Composites
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/16Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay
    • C04B35/18Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay rich in aluminium oxide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/44Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/44Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminates
    • C04B35/443Magnesium aluminate spinel
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/46Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates
    • C04B35/462Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates
    • C04B35/478Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates based on aluminium titanates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/62605Treating the starting powders individually or as mixtures
    • C04B35/62625Wet mixtures
    • C04B35/6263Wet mixtures characterised by their solids loadings, i.e. the percentage of solids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/62605Treating the starting powders individually or as mixtures
    • C04B35/62695Granulation or pelletising
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/63Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
    • C04B35/6303Inorganic additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/63Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
    • C04B35/6303Inorganic additives
    • C04B35/6316Binders based on silicon compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3205Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
    • C04B2235/3206Magnesium oxides or oxide-forming salts thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3217Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
    • C04B2235/3218Aluminium (oxy)hydroxides, e.g. boehmite, gibbsite, alumina sol
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3224Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3231Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3232Titanium oxides or titanates, e.g. rutile or anatase
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3231Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3239Vanadium oxides, vanadates or oxide forming salts thereof, e.g. magnesium vanadate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3231Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3241Chromium oxides, chromates, or oxide-forming salts thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3231Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3244Zirconium oxides, zirconates, hafnium oxides, hafnates, or oxide-forming salts thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3231Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3251Niobium oxides, niobates, tantalum oxides, tantalates, or oxide-forming salts thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3262Manganese oxides, manganates, rhenium oxides or oxide-forming salts thereof, e.g. MnO
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/327Iron group oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3272Iron oxides or oxide forming salts thereof, e.g. hematite, magnetite
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/327Iron group oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3275Cobalt oxides, cobaltates or cobaltites or oxide forming salts thereof, e.g. bismuth cobaltate, zinc cobaltite
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/327Iron group oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3279Nickel oxides, nickalates, or oxide-forming salts thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3284Zinc oxides, zincates, cadmium oxides, cadmiates, mercury oxides, mercurates or oxide forming salts thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3418Silicon oxide, silicic acids or oxide forming salts thereof, e.g. silica sol, fused silica, silica fume, cristobalite, quartz or flint
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3427Silicates other than clay, e.g. water glass
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/54Particle size related information
    • C04B2235/5418Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
    • C04B2235/5427Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof millimeter or submillimeter sized, i.e. larger than 0,1 mm
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/54Particle size related information
    • C04B2235/5418Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
    • C04B2235/5436Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof micrometer sized, i.e. from 1 to 100 micron
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/54Particle size related information
    • C04B2235/5418Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
    • C04B2235/5445Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof submicron sized, i.e. from 0,1 to 1 micron
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/54Particle size related information
    • C04B2235/5463Particle size distributions
    • C04B2235/5481Monomodal
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/74Physical characteristics
    • C04B2235/77Density
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/74Physical characteristics
    • C04B2235/78Grain sizes and shapes, product microstructures, e.g. acicular grains, equiaxed grains, platelet-structures
    • C04B2235/785Submicron sized grains, i.e. from 0,1 to 1 micron
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/94Products characterised by their shape
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/96Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Glanulating (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)

Abstract

Данное изобретение относится к сферическим спеченным элементам из оксида алюминия с микрокристаллической структурой и способу их изготовления. Согласно изобретению удается обеспечить изготовление сферических высокоплотных и высокочастотных спеченных элементов с микрокристаллической структурой с высокой твердостью и прочностью на износ, средний размер первичных кристаллов у которых лежит в пределах предпочтительно ниже 1 мкм и диаметр которых может регулироваться любым образом между 0,01 и 10 мм. Благодаря свойствам спеченных элементов согласно изобретению они очень хорошо подходят для применения в качестве размалывающих шаров, изолирующих материалов, наполнителей для применения в качестве износостойких добавок для слоистых материалов и лаков, для применения в шарикоподшипниках, в качестве носителей катализатора и тому подобных. 2 с. и 10 з.п.ф-лы,1табл.

Description

Данное изобретение относится к сферическим спеченным элементам из оксида алюминия с микрокристаллической структурой, способу их изготовления, а также к их использованию.
Способы изготовления керамических шариков можно разделить на механические, химические, металлургические, способы получения из расплава и способы порошковой металлургии.
Механические способы ограничиваются, преимущественно, тем, что сферическую форму получают механической обработкой, например шлифованием, полированием или размалыванием. Предпосылкой этому является получение соответствующего предварительно изготовленного формованием элемента, который механически обрабатывается далее в шарик. Механическое изготовление шариков часто предполагает, что предварительно применяется способ металлургического изготовления из расплава или способ порошковой металлургии для получения соответствующих полученных формованием элементов для дальнейшей обработки.
Химические способы особенно подходят для получения максимально чистых материалов. Способом, который все чаще применяется в последнее время, является так называемый золь-гель-способ. В золь-гель-способе, исходя из солей металлов, с помощью соответствующих растворителей образуются так называемые коллоидные растворы. Растворитель, которым чаще всего является вода, содержит соединения металла в форме мелкодисперсных оксидов или гидрооксидов, которые с помощью соответствующих диспергирующих средств или стабилизаторов находятся растворенными в виде коллоида. Гелеобразование может осуществляться путем изменения значения pH, изменения температуры, старения и/или добавки электролитов. Сферические гель-частицы получают, подавая каплями золь в среду, способствующую образованию геля, или загружают в такую среду в газовой форме. Затем сферические гель-частицы сушат, прокаливают и спекают.
Золь-гель-способ для изготовления керамических шариков описан, например, в патенте Великобритании 1032105 A, заявке на патент ФРГ 3035845 A, заявке на патент ФРГ 2147472 A, заявке на патент ФРГ 2733384 A и заявке на патент ФРГ 2753503 B. Вышеуказанные способы относятся чаще всего к изготовлению горючих частиц или частиц топливного сырья на основе тория или урана. В европейской заявке на патент 0224375 A описывается изготовление прозрачных сферических микрошариков на основе оксида циркония золь-гель-способом.
Золь-гель-способы являются технически дорогостоящими, требуют сравнительно дорогого сырья и являются не непроблематичными по экономическим соображениям, так как в качестве стабилизаторов для золя часто применяют неорганические кислоты, например азотную кислоту или соляную кислоту, которые затем образуют при прокаливании или спекании хлорный газ или нитрозный газ.
Способом металлургического получения из расплава можно изготавливать керамические шарики, подавая каплями жидкий расплав в охлаждающую среду, путем продувки расплава воздухом или распылением жидкого расплава воздушно-водяной смесью. Оригинальным способом является также изготовление керамических сферических частиц вращающимися дисками, причем расплавляют на вращающиеся диски, которые затем отбрасывают в сторону еще жидкий расплав в форме капель. При этом капли застывают сравнительно быстро с образованием керамических твердых шариков. Однако этими способами, которые очень подходят для получения металлов, трудно получить компактные керамические сферические частицы.
Способы порошковой металлургии приобретают в последнее время все большее значение для изготовления сферических керамических частиц. Одним из наиболее важных способов этой группы является спекание. Принцип спекания заключается в формировании отдельных частиц порошка в сферическую форму путем систематического движения слоя порошка. К порошку часто необходимо добавлять еще связующее, причем в зависимости от типа порошка выбирают жидкое или твердое связующее. Технологически наибольшее значение имеют жидкие связующие, у которых преобладают водные или спиртовые системы благодаря их хорошей применимости. В способах с жидким связующим часто добавляют воск или стеарин в качестве средства, улучшающего адгезию.
В сухих способах, функционирующих без добавки средств, улучающих адгезию, значительную роль играет влажность воздуха.
Для спекания порошка обычно применяют емкости или смеситель, систематически движущиеся различными способами, причем несколько видов движения могут комбинироваться друг с другом.
Так в патенте Великобритании 1344870 A и 1344869 A описано изготовление сферических керамических, полученных формованием элементов, в которых в качестве связующего применяются воск и стеарин. В заявке на патент Японии 051379977 A описывается изготовление полученных формованием сферических элементов из оксида циркония, оксида алюминия и муллита с применением воды, водяных растворов карбоксиметилцеллюлозы, поливинилового спирта и/или полиэтиленгликоля в качестве связующих. В заявке на патент ФРГ 1229055 B описывается изготовление шариков из глинозема путем циркуляции активированного глинозема в имеющей цилиндрическую форму машине для формования шариков с одновременным опрыскиванием водой.
Все эти вышеупомянутые способы не отвечают или отвечают лишь ограниченно требованию дешевых высокочистых малоизнашивающихся керамических шариков с высокой механической прочностью для применения, например, в качестве размалывающих элементов, в качестве шарикоподшипников.
В заявке на патент ФРГ 3507376 A описывается способ и устройство для изготовления гранулятов с узким диапазоном зернистости, в котором подлежащий гранулированию продукт подвергается распылению в жидкой форме в псевдоожиженном слое и там наносится на соответствующие зародыши. Размер гранулята регулируется величиной потока газа в зигзагообразном сепараторе. Аналогичные способы или дополнительные усовершенствования так называемого гранулирования распылением в псевдоожиженном слое описываются в заявках на патент ФРГ 3808277 A и 4304405 A.
В немецкой заявке на патент DE 4201615 A1 описан способ получения керамических шаров с высокой сферичностью двухступенчатой грануляцией тонкой керамической суспензии с содержанием твердого вещества меньше или равного 30 мас.% последующего спекания.
В европейской заявке на патент 0083974 описан способ получения спекающихся элементов, в котором суспензию, содержащую боксит или руду, которая включает алюминий-оксид кремния, подвергают гранулированию распылением.
Полученные при этом зернышки затем сушат при температуре от 1200 до 1650oC и спекают.
Обычно гранулирование распылением в псевдоожиженном слое применяется для сушки и спекания агрохимических активных веществ (фунгицидов, инсектицидов, гербицидов, регуляторов роста и удобрений), средств борьбы с вредителями, фармакологически активных веществ, пищевых продуктов, сладостей, красителей, органических или неорганических химикатов. Наряду с активными компонентами и разбавителями могут иметься также инертные наполнители, диспергаторы, связующие и/или другие добавки, например, консерванты и красители в подлежащем распылению жидком продукте. Частицы гранулята, получаемые при гранулировании распылением в псевдоожиженном слое, характеризуются единой формой и высокой прочностью, благодаря чему облегчается или впервые становится возможным применение, дозирование и переработка первоначально тонкого порошкообразного вещества. Благодаря их микропористой структуре и связанной с этим высокой удельной поверхностью гранулят может самопроизвольно редиспергироваться, вследствие чего способ предназначен для обработки агрохимически активных веществ, средств борьбы с вредителями и фармакологически активных веществ.
Задачей данного изобретения является изготовление получаемых формованием сферических спекающихся элементов, не имеющих недостатков, описанных в уровне технике. Совершенно неожиданно было установлено, что в экспериментах по сушке керамических порошковых суспензий на основе α-оксида алюминия при грануляции распылением в псевдоожиженном слое удается получить чрезвычайно плотные заготовки, которые можно спекать без дополнительных манипуляций, например уплотнения, с непосредственным получением плотных керамических элементов. На основе высокой плотности заготовок гранулята и чистоты и активности спекания исходного порошка удается почти полностью подавить рост зерен во время процесса спекания таким образом, что в результате получается сферический керамический элемент с микрокристаллической структурой, отличающийся особенно высокой вязкостью и износостойкостью.
Предметом данного изобретения являются получаемые сферические спеченные элементы с микрокристаллической структурой на основе α -оксида алюминия, причем средняя зернистость d50 первичных кристаллов составляет предпочтительно менее 3 мкм, диаметр спеченных элементов от 0,01 до 10 мм и получаемые формованием спеченные элементы имеют твердость более или равную 16 ГПа (HV200 - измерение твердости по Виккерсу при определенной нагрузке) и плотность более 95% от теоретической плотности. Особенно хорошие свойства имеют получаемые формованием сферические элементы с микроструктурой, у которых средняя зернистость первичных кристаллов составляет d50 менее 1 мкм, в частности, d50 менее 0,4 мкм. Кроме того, полученные формованием спеченные элементы согласно изобретению, предпочтительно, имеют твердость (HV200) более 19 ГПа, плотность более 98% от теоретической плотности. Полученные формованием спеченные элементы, согласно изобретению, имеют предпочтительно содержание α-оксида алюминия более 99 вес. %. Наряду с α-оксидом алюминия они могут иметь один или несколько компонентов из группы оксидных элементов Co, Cг, Fe, Hf, Mg, Mn, Nb, Ni, редкоземельные элементы, Si, Ti, V, Zn и Zr, причем их содержание составляет менее 50 вес.%, предпочтительно менее 20 вес.%, особенно предпочтительно менее 10 вес. % в пересчете на общее содержание твердого вещества.
Предметом изобретения является также способ изготовления получаемых сферических спеченных элементов с микрокристаллической структурой, согласно изобретению, твердое вещество для получения суспензии размалывают до среднего размера частиц меньше или равного 3 мкм, предпочтительно меньше или равного 1 мкм, особенно предпочтительно меньше или равного 0,4 мкм или дезагломерируют, причем суспензию, содержащую α-оксид алюминия, подвергают гранулированию распылением в псевдоожиженном слое и полученные таким образом заготовки гранул затем спекают при температуре от 1200 до 1600oC.
В качестве исходного вещества, согласно изобретению, добавляют мелкозернистые твердые вещества, которые для получения суспензии размалывают или дезагломерируют до среднего размера частиц менее 3 мкм, предпочтительно менее 1 мкм, особенно предпочтительно менее 0,4 мкм. Измельчение может осуществляться предпочтительно с помощью вибрационной мельницы, устройства для мелкодисперсного размола (аттитора) или шаровой мельницы с мешалкой или путем дополнительного мокрого размалывания до желаемой зернистости. Суспензия предпочтительно содержит твердое вещество в количестве от 5 до 70 вес.%, предпочтительно от 15 до 20 вес.%, причем суспензия содержит от 0,5 до 5 вес. % органических стабилизаторов, в пересчете на содержание твердого вещества (вещества, способствующего диспергированию). В качестве растворителя предпочтительно применяют воду. Применение других растворителей, например спиртов, кетонов или других полярных органических жидкостей, является также возможным. Однако этому препятствуют экологические и экономические факторы.
Стабилизация суспензии может осуществляться пространственно или электростатически. В случае пространственной стабилизации могут применяться все известные стимуляторы диспергирования. В их качестве особенно подходят полиакриловые кислоты, полигликолевые кислоты, полиметакриловые кислоты, органические основания, например, триэтиламин или угольные кислоты, например, уксусная кислота или пропионовая кислота. Суспензия содержит предпочтительно от 0,5 до 5 вес. % соответствующих органических стабилизаторов. В случае электростатической стабилизации могут применяться предпочтительно летучие неорганические кислоты, например азотная или соляная кислота, а также аммиак в качестве основания.
Стабилизация суспензии осуществляется либо уже перед размалыванием, либо после размалывания с помощью диспергатора, благодаря чему обеспечивается быстрое и равномерное распределение стабилизатора. Является предпочтительным перед, а также и во время и после стабилизации добавить к суспензии спекающие добавки и связующее. В качестве спекающих добавок могут применяться все известные стимуляторы спекания оксида алюминия или их предшествующие формы.
Суспензия согласно изобретению содержит от 0,5 до 10 вес.% одного или нескольких связующих из группы метилцеллюлозы, декстрина, сахара, крахмала, альгината, гликоля, поливинилпирролидона, сульфоната лигнина, гуммиарабика, поливинилового спирта и поливинилацетата в пересчете на твердое вещество, содержащееся в суспензии. Точно так же является предпочтительным, если суспензия содержит от 0,5 до 10 вес.% одного или нескольких связующих из группы жидкое стекло, золь кремнезема и золь бемита (моногидрата оксида алюминия).
Гранулирование осуществляют предпочтительно на воздухе и оно может происходить в аппарате для псевдоожижения, который уже содержит гранулят. Но является возможным начинать гранулирование в пустом аппарате, причем гранулирование в псевдоожиженном слое начинается как сушка распылением и образует in situ зародыши.
Суспензию, подлежащую гранулированию, вводят при этом с помощью распыляющих сопел в псевдоожиженный слой. Особенно предпочтительным является применение сопла для двух веществ. В качестве распыляющего газа можно применять любой из инертных газов. Для оксида алюминия предпочтительно применяют воздух. Количество распыляющего газа может изменяться в более широком диапазоне и определяется, в основном, в зависимости от габаритов аппарата, типа и количества подлежащего распылению продукта. Температура потока распыляющего газа или температура входящего воздуха также изменяются в более широком диапазоне. В основном работают при температуре от 20 до 350oC. Температуры сепарирующего газа также изменяются в более широком диапазоне. И здесь работают при температурах от 20 до 350oC. Количество и скорость сепарирующего газа выбирается в зависимости от плотности и желаемой зернистости гранулята.
Зернистость первично может регулироваться газовым потоком и скоростью сепарирующего газа. С помощью описанного в заявке на патент ФРГ 3507376 зигзагообразного сепаратора в случае оксида алюминия можно регулировать целенаправленно зерно в узком диапазоне зернистости между 0,01 и 10 мм с шириной полосы меньше или равной 1 мм.
Готовый гранулят может спекаться при температуре 1200-1600oC непосредственно или предпочтительно после промежуточной операции прокаливания при температурах от 300 до 600oC. В качестве печей для спекания могут применяться вращающиеся трубчатые печи, проточные печи или камерные печи. Особенно предпочтительно проводить спекание в непосредственно или косвенно нагреваемой вращающейся трубчатой печи, в которой может быть реализована высокая скорость нагрева в комбинации с коротким временем обработки, благодаря чему улучшается изготовление плотных спеченных элементов без сильного роста кристаллов.
Согласно изобретению удается обеспечить изготовление сферических высокоплотных и высокочистых спеченных элементов с микрокристаллической структурой с высокой твердостью и прочностью на износ, средний размер первичных кристаллов у которых лежит в пределах предпочтительно ниже 1 мкм и диаметр которых может регулироваться любым образом между 0,01 и 10 мм.
Благодаря свойствам спекающихся элементов согласно изобретению они очень хорошо подходят для применения в качестве размалывающих шаров, изолирующих материалов, наполнителей, для применения в качестве износостойких добавок для слоистых материалов и лаков, для применения в шарикоподшипниках, в качестве носителей катализатора и тому подобных.
Предметом изобретения является также применение спеченных элементов, согласно изобретению, в качестве размалывающих шаров, изолирующих материалов, наполнителей для применения в качестве размалывающих шаров, изолирующих материалов, наполнителей шарикоподшипников, носителей катализатора и добавок в слоистые материалы и лаки.
Ниже изобретение поясняется на примерах выполнения, которые не ограничивают его.
Пример 1
70 кг оксида алюминия со средней зернистостью d50 = 1,5 мкм (глинозем) размалывают в форме 50%-ного водного шликера, стабилизированного с помощью полиакриловой кислоты в качестве диспергатора, размалывают в шаровой мельнице с мешалкой до средней зернистости d50 = 0,4 мкм. Значение d90 суспензии составляет 0,9 мкм. Суспензию разбавляют дистиллированной водой до содержания твердого вещества 30 вес.% и добавляют 10 л 10%-ной водной суспензии поливинилового спирта в качестве связующего (Mowiol 8/88 Хехст АГ, Германия).
Затем суспензию обрабатывают в распыляющем грануляторе с псевдоожиженным слоем (AGT 150, фирма Glatt, Германия) при температуре входящего воздуха, равной 95oC, температуре слоя 45oC, давлении распыления 3 бара и скоростью распыления 70 г/мин. Для зародышеобразования применяют тонкую фракцию гранулята со средним размером гранул 0,2 мм, которую получают во время предшествующего гранулирования распылением в псевдоожиженном слое с помощью получаемого in situ зародышеобразования. Отделение желаемого гранулята осуществляют в зигзагообразном сепараторе, работающем с расходом воздуха 9 Нм3/ч. 70 вес.% полученных таким образом гранул имеют диаметр от 0,8 до 1,2 мм, у приблизительно 20 вес.% диаметр составляет от 0,3 до 0,8 мм и около 10 вес. % гранул имеют диаметр больше или равный 1,2 мм. Остаточная влажность гранул составляет ниже 1%.
Гранулят прокаливают при 500oC и затем подвергают спеканию при 1480oC в камерной печи.
Полученные формованием спеченные элементы имеют плотность 98,3% от теоретической плотности (TD) и твердость, равную 18,7 ГПа (HV 0,2). Средний размер первичных кристаллов составляет 0,8 мкм.
Пример 2
Проводят, как в примере 1, но в качестве связующего применяют 2 вес.% поливинилпироллидона в пересчете на содержание оксида алюминия. Спеченные полученные формованием элементы имеют плотность 96,5% от теоретической плотности (TD) и твердость 17,6 ГПа (HV 0,2). Средний размер первичных кристаллов лежит в пределах 0,8 мкм.
Пример 3
Проводят аналогично примеру 1, отделение желаемого гранулята осуществляют через сепарационную камеру, в которую друг за другом включают несколько зигзагообразных сепараторов. Количество воздуха регулируют таким образом, что 98% выносимого гранулята имеет диаметр от 0,5 до 0,7 мм. Спекание осуществляют непосредственно без прокаливания в качестве промежуточной операции во вращающейся промежуточной печи при 1480oC.
Полученные формованием спеченные элементы имеют плотность 98,6% от теоретической плотности (TD) и твердость 19,5 ГПа (HV 0,2). Средний размер первичных кристаллов лежит в пределах 0,6 мкм.
Пример 4 (Применение в качестве размалывающих элементов)
Стандартный оксид алюминия со средней зернистостью d50 = 1,5 мкм подвергают мокрому размалыванию в шаровой мельнице с мешалкой (тип PMC 25 TEX фирма Drais) в течение 8 часов. Жидкий материал имеет содержание твердого вещества 50 вес.%. Размалывание осуществляют в процессе циркуляции. Причем размер партии составляет 70 кг оксида алюминия. Наполнение размалывающих элементов во всех подвергшихся случаях составляет около 60 об.%. Износ размалывающих элементов определяют после размалывания простым взвешиванием (см. табл.).
По результатам размалывающими элементами VTZ (стабилизированный иттрием оксид циркония) следует учесть, что размалывающие шары значительно дороже, чем сферические элементы согласно изобретению, вследствие чего стоимость размалывания при таком же хорошем результате составляет, по меньшей мере, 10-кратную величину по сравнению со стоимостью при применении размалывающих шариков согласно изобретению.

Claims (12)

1. Сферические спеченные элементы с микрокристаллической структурой, полученные формованием на основе α-оксида алюминия, отличающиеся тем, что средняя зернистость d50 первичных кристаллов составляет, предпочтительно, менее 3 мкм, диаметр спеченных элементов 0,01 - 10 мм и полученные формованием спеченные элементы имеют твердость больше или равную 16 ГПа (HV200) и плотность больше или равна 95% от теоретической плотности.
2. Сферические спеченные элементы по п.1, отличающиеся тем, что средняя зернистость первичных кристаллов d50 меньше или равна 1 мкм.
3. Сферические спеченные элементы по п.1 или 2, отличающиеся тем, что средняя зернистость первичных кристаллов d50 меньше или равна 0,4 мкм.
4. Сферические спеченные элементы по любому из пп.1 - 3, отличающиеся тем, что твердость (HV200) больше или равна 19 ГПа, а плотность больше или равна 98% от теоретической плотности.
5. Сферические спеченные элементы по любому из пп.1 - 4, отличающиеся тем, что содержание α-оксида алюминия больше или равно 99 вес.%.
6. Сферические спеченные элементы по любому из пп.1 - 4, отличающиеся тем, что они содержат, наряду с α-оксидом алюминия один или несколько компонентов из группы оксидов элементов Co, Сг, Fe, Hf, Mg, Mn, Nb, Ni, редкоземельные элементы Si, Ti, V, Zn, Zr, причем их содержание, предпочтительно, составляет менее 50 вес.%, предпочтительно менее 20 вес.%, особенно предпочтительно менее 10 вес.% в пересчете на содержание всего твердого вещества.
7. Сферические микрокристаллические спеченные элементы по любому из пп.1 - 6, отличающиеся тем, что они могут быть использованы в качестве разламывающих элементов.
8. Способ изготовления сферических спеченных элементов с микрокристаллической структурой по любому из пп.1 - 6, включающий размалывание твердого вещества для получения суспензии до среднего размера частиц меньше или равного 3 мкм, предпочтительно меньше или равно 1 мкм, особенно предпочтительно меньше или равного 0,4 мкм, или дезагломерации, гранулирование распылением в псевдоожиженном слое суспензии, содержащей α-оксид алюминия, и спекание полученных таким образом заготовок элементов при 1200 - 1600oC.
9. Способ по п.8, отличающийся тем, что суспензия имеет содержание твердого вещества 5 - 70 вес.%, предпочтительно 15 - 50 вес.%, и суспензия имеет 0,5 - 5 вес.% органических стабилизаторов в пересчете на содержание твердого вещества в качестве стимулятора диспергирования.
10. Способ по п.8 или 9, отличающийся тем, что суспензия содержит 0,5 - 10 вес. % одного или нескольких связующих из группы метиллцеллюлоза, декстрин, сахар, крахмал, алгинаты, гликоль, поливинилпирролидон, сульфонат лигнина, гуммиарабик, поливиниловый спирт и поливинилацетат в пересчете на твердое вещество суспензии.
11. Способ по любому из пп.8 - 10, отличающийся тем, что суспензия содержит 0,5 - 10 вес.% одного или нескольких связующих из группы жесткое стекло, золь кремнезема и золь бемита.
12. Способ по любому из пп.8 - 12, отличающийся тем, что распыляемый гранулят прокаливают перед спеканием при 300 - 600oC.
RU98115716/03A 1996-01-25 1997-01-13 Сферические керамические элементы, полученные формованием, способ их изготовления RU2167841C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19602525A DE19602525A1 (de) 1996-01-25 1996-01-25 Sphärische Keramikformkörper, Verfahren zu ihrer Herstellung sowie deren Verwendung
DE19602525.7 1996-01-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU98115716A RU98115716A (ru) 2000-06-10
RU2167841C2 true RU2167841C2 (ru) 2001-05-27

Family

ID=7783580

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98115716/03A RU2167841C2 (ru) 1996-01-25 1997-01-13 Сферические керамические элементы, полученные формованием, способ их изготовления

Country Status (11)

Country Link
US (1) US6284694B1 (ru)
EP (1) EP0876309B1 (ru)
JP (1) JP3468527B2 (ru)
KR (1) KR100380338B1 (ru)
AT (1) ATE188199T1 (ru)
AU (1) AU709521B2 (ru)
CA (1) CA2244172C (ru)
DE (2) DE19602525A1 (ru)
ES (1) ES2142141T3 (ru)
RU (1) RU2167841C2 (ru)
WO (1) WO1997027154A1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2759835C2 (ru) * 2016-05-23 2021-11-18 СЭСОЛ (ЮЭсЭй) КОРПОРЕЙШН Высокопрочные формованные оксиды алюминия и способ получения таких высокопрочных формованных оксидов алюминия
RU2762462C2 (ru) * 2017-04-06 2021-12-21 Сасол Джёмани Гмбх Способ получения устойчивого к истиранию гранулированного материала

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19750846C1 (de) * 1997-11-17 2000-01-27 Biop Biopolymer Gmbh Verfahren zur Herstellung einer Komponente für die Herstellung von Polymermischungen auf der Basis von Stärke
US20070044513A1 (en) * 1999-08-18 2007-03-01 Kear Bernard H Shrouded-plasma process and apparatus for the production of metastable nanostructured materials
KR20010019222A (ko) * 1999-08-25 2001-03-15 오용수 분쇄기용 분쇄볼 및 이의 제조 방법
US6485830B1 (en) * 1999-09-30 2002-11-26 Kabushiki Kaisha Toshiba Material for ceramic ball and method of manufacturing ceramic ball
DE10019184A1 (de) * 2000-04-17 2001-10-25 Treibacher Schleifmittel Gmbh Formkörper
US6723674B2 (en) * 2000-09-22 2004-04-20 Inframat Corporation Multi-component ceramic compositions and method of manufacture thereof
AR042586A1 (es) * 2001-02-15 2005-06-29 Sugen Inc 3-(4-amidopirrol-2-ilmetiliden)-2-indolinona como inhibidores de la protein quinasa; sus composiciones farmaceuticas; un metodo para la modulacion de la actividad catalitica de la proteinquinasa; un metodo para tratar o prevenir una afeccion relacionada con la proteinquinasa
US6559083B2 (en) * 2001-04-17 2003-05-06 Cts Corporation Dielectric ceramic composition
SE0101852D0 (sv) * 2001-05-23 2001-05-23 Svenska Rymdaktiebolaget Method of preparing granules
US6499680B2 (en) * 2001-06-01 2002-12-31 Saint-Gobain Ceramics And Plastics, Inc. Grinding media
EP1266706A1 (de) * 2001-06-13 2002-12-18 Siemens Aktiengesellschaft Gussvorrichtung, Verfahren zur Herstellung einer Gussvorrichtung und Verwendung einer Gussvorrichtung
EP1564196A1 (fr) * 2004-02-10 2005-08-17 Magotteaux International Billes de broyage et leur procédé de fabrication
DE102004040368B3 (de) * 2004-08-20 2006-02-23 Juhnke, Michael, Dipl.-Ing. Mahlkörper zur Herstellung feinstkörniger Produkte
DE102005033392B4 (de) * 2005-07-16 2008-08-14 Center For Abrasives And Refractories Research & Development C.A.R.R.D. Gmbh Nanokristalline Sinterkörper auf Basis von Alpha-Aluminiumoxyd, Verfahren zu Herstellung sowie ihre Verwendung
KR20070044879A (ko) * 2005-10-26 2007-05-02 주식회사 피앤아이 금속, 합금 및 세라믹 나노 입자가 균일하게 진공 증착된파우더의 형성 방법 및 그 제조 장치
DE102009058039C5 (de) * 2009-12-14 2014-02-27 Autoliv Development Ab Sicherheitsgurtband und Verfahren zur Herstellung desselben
US9227174B2 (en) 2011-04-21 2016-01-05 Ceramtec Gmbh Porous aluminum oxide
DE102011113854A1 (de) * 2011-09-21 2013-03-21 Durum Verschleißschutz GmbH Hartstoffpulver und Verfahren zur Herstellung von Hartstoffpulver
DE102012220518A1 (de) * 2011-11-10 2013-05-16 Ceramtec-Etec Gmbh Verfahren zur Herstellung transparenter Keramikgegenstände
DE102012113073A1 (de) * 2012-12-22 2014-07-10 Ask Chemicals Gmbh Formstoffmischungen enthaltend Aluminiumoxide und/oder Aluminium/Silizium-Mischoxide in partikulärer Form

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1032105A (en) * 1962-05-03 1966-06-08 Grace W R & Co Small spherical particles and their production
DE1229055B (de) * 1962-05-18 1966-11-24 Aluminum Co Of America Verfahren zur Herstellung von Tonerdekugeln hoher mechanischer Festigkeit
GB1344870A (en) * 1970-09-22 1974-01-23 Coors Porcelain Co Method and apparatus for making ceramic spheres
GB1344869A (en) * 1971-06-18 1974-01-23 Coors Porcelain Co Method and apparatus for making small ceramic sphres
SU429635A1 (ru) * 1971-09-20 1977-08-05 Granovskij T I Способ получени - окиси алюмини
US4179408A (en) * 1977-03-25 1979-12-18 W. R. Grace & Co. Process for preparing spheroidal alumina particles
DE2733384C2 (de) * 1977-07-23 1982-02-25 Kernforschungsanlage Jülich GmbH, 5170 Jülich Verfahren zur Herstellung von Brutstoff- oder Brenn- und Brutstoffkernen für Brennelemente von Kernreaktoren
DE2753503B1 (de) * 1977-12-01 1978-12-14 Kernforschungsanlage Juelich Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von untereinander gleichen kugelfoermigen Brenn- und/oder Brutstoffpartikeln
DK155781C (da) * 1982-01-07 1989-10-09 Niro Atomizer As Fremgangsmaade til fremstilling af sintrede smaakugler af bauxit eller bauxitholdig bjergart, samt middel til udoevelse af fremgangsmaaden
DE3035845C2 (de) * 1980-09-23 1986-05-22 Gesellschaft zur Förderung der industrieorientierten Forschung an den Schweizerischen Hochschulen und weiteren Institutionen, Bern Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Mikrokugeln durch interne Gelierung von Mischfeed-Tropfen
FR2557566B1 (fr) * 1983-12-29 1986-04-11 Commissariat Energie Atomique Procede de preparation d'une poudre apte au frittage, notamment d'une poudre ceramique
US5383945A (en) * 1984-01-19 1995-01-24 Norton Company Abrasive material and method
DE3808277A1 (de) * 1988-03-12 1989-09-21 Bayer Ag Verfahren und vorrichtung zur wirbelschichtspruehgranulation
DE3507376A1 (de) * 1985-03-02 1986-09-04 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Verfahren und vorrichtung zur herstellung von granulaten
JPS6279841A (ja) * 1985-10-02 1987-04-13 Teikoku Kako Kk 無機球状体の製造方法
US4772511A (en) * 1985-11-22 1988-09-20 Minnesota Mining And Manufacturing Company Transparent non-vitreous zirconia microspheres
US4954462A (en) * 1987-06-05 1990-09-04 Minnesota Mining And Manufacturing Company Microcrystalline alumina-based ceramic articles
JPH06104816B2 (ja) * 1990-02-09 1994-12-21 日本研磨材工業株式会社 焼結アルミナ砥粒及びその製造方法
DE4113476A1 (de) * 1991-04-25 1992-10-29 Huels Chemische Werke Ag Polykristalline, gesinterte schleifkoerner auf basis von alpha-al(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts)o(pfeil abwaerts)3(pfeil abwaerts), verfahren zu ihrer herstellung und deren verwendung
DE4201615C2 (de) * 1992-01-22 2001-03-08 Inocermic Ges Fuer Innovative Verfahren zur Herstellung von keramischen Kugeln
DE4304405A1 (de) * 1993-02-15 1994-08-18 Bayer Ag Verfahren zur kontinuierlichen Wirbelschichtagglomeration
DE19503854C2 (de) * 1995-02-06 1997-02-20 Starck H C Gmbh Co Kg Verfahren zur Herstellung gesinterter alpha-Al¶2¶O¶3¶-Körper sowie deren Verwendung
US5587346A (en) * 1995-06-16 1996-12-24 Osram Sylvania, Inc. Translucent polycrystalline alumina
FR2755435A1 (fr) * 1996-11-04 1998-05-07 Pechiney Aluminium Fabrication d'alumine calcinee a taille de cristallite reglee a la demande avec une faible dispersion

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2759835C2 (ru) * 2016-05-23 2021-11-18 СЭСОЛ (ЮЭсЭй) КОРПОРЕЙШН Высокопрочные формованные оксиды алюминия и способ получения таких высокопрочных формованных оксидов алюминия
RU2762462C2 (ru) * 2017-04-06 2021-12-21 Сасол Джёмани Гмбх Способ получения устойчивого к истиранию гранулированного материала

Also Published As

Publication number Publication date
US6284694B1 (en) 2001-09-04
JP2000503294A (ja) 2000-03-21
US20010029229A1 (en) 2001-10-11
KR19990081977A (ko) 1999-11-15
AU709521B2 (en) 1999-09-02
CA2244172A1 (en) 1997-07-31
CA2244172C (en) 2004-09-14
AU1441397A (en) 1997-08-20
ATE188199T1 (de) 2000-01-15
DE19602525A1 (de) 1997-08-07
DE59700928D1 (de) 2000-02-03
JP3468527B2 (ja) 2003-11-17
ES2142141T3 (es) 2000-04-01
WO1997027154A1 (de) 1997-07-31
EP0876309B1 (de) 1999-12-29
EP0876309A1 (de) 1998-11-11
KR100380338B1 (ko) 2003-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2167841C2 (ru) Сферические керамические элементы, полученные формованием, способ их изготовления
US20080245912A1 (en) Grinding Balls And Their Manufacturing Method
US8496869B2 (en) Controlled distribution of chemistry in ceramic systems
JP4660905B2 (ja) ジルコニア微小球の製造方法
KR20210113664A (ko) 소결 알루미나-지르코니아 볼
US8192679B2 (en) Controlled distribution of nano-scale sintering dopants
GB2055787A (en) Closed cellular hollow refractory spheres
JP4596111B2 (ja) 球状酸化物粉末の製造方法および球状粉末製造装置
CN110461461A (zh) 生产磨蚀稳定的粒状材料的方法
JPH0333046A (ja) 微粉体と製造方法及びその焼結体の製造方法
JP2004262749A (ja) セラミックス球体およびその製造方法
JP3109972B2 (ja) 陶磁器用原料の造粒方法
KR20230081601A (ko) 산화마그네슘 제조 장치
JPH06234526A (ja) 転動造粒用ジルコニア粉末組成物
RU2021229C1 (ru) Шихта для изготовления керамических изделий сложной конфигурации
JP2631924B2 (ja) アルミナ製粉砕機用部材の製造方法
EP0098724A1 (en) Single crystal production
KR20240153474A (ko) 초소형 이트리아 안정화 지르코니아 과립 제조용 슬러리 조성물 및 이를 이용한 이트리아 안정화 지르코니아 과립의 제조방법
KR20240056521A (ko) 과립화된 금속 산화물 분말의 제조 방법 및 상응하는 과립화된 금속 산화물 분말
JP2898535B2 (ja) 陶磁器用原料の造粒方法
JPS62187157A (ja) アルミナ製粉砕機用部材
JPH0427170B2 (ru)
JP2009249246A (ja) ジルコニア粒子とその製造方法
Ivers-tiffée Production of porous piezoelectric ceramic from chemically prepared raw materials
JPH0578388B2 (ru)

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20060114