RU2233816C2 - Способ получения керамической массы - Google Patents
Способ получения керамической массы Download PDFInfo
- Publication number
- RU2233816C2 RU2233816C2 RU2002126874/03A RU2002126874A RU2233816C2 RU 2233816 C2 RU2233816 C2 RU 2233816C2 RU 2002126874/03 A RU2002126874/03 A RU 2002126874/03A RU 2002126874 A RU2002126874 A RU 2002126874A RU 2233816 C2 RU2233816 C2 RU 2233816C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plasma
- chemical
- powders
- powder
- organic binder
- Prior art date
Links
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области технической керамики и огнеупоров и может быть использовано для изготовления изделий, применяемых в электротехнике, машиностроении, химической и металлургической отраслях промышленности и других отраслях. Способ получения керамической массы включает смешивание плазмохимических порошков оксидов металлов и органической связки, при этом перед смешиванием плазмохимические порошки предварительно подвергают низкотемпературному отжигу при температуре 800-1400°С в течение 0,5-1,0 ч, а затем механической активации путем размола в шаровой мельнице с добавлением поверхностно-активного вещества в течение 50-100 ч. Используют плазмохимические порошки оксидов алюминия, магния, иттрия, кальция, церия, диоксида циркония и их смесей. Изобретение позволяет получить керамическую массу на основе ультрадисперсных плазмохимических порошков оксидов металлов с содержанием органической связки не выше, чем у известных стандартных шликеров, и литейными способностями на уровне этих стандартных шликеров. 3 з.п. ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к области технической керамики и огнеупоров и может быть использовано для изготовления изделий, применяемых в электротехнике, машиностроении, химической и металлургической отраслях промышленности и других отраслях.
Известно применение ультрадисперсных агломерированных порошков оксидов металлов для производства керамики (Галахов А.В., Вязов И.В., Шевченко В.Я. Компактирование и спекание агломерированных ультрадисперсных порошков ZrO2. Огнеупоры, 1989, №9, с. 12-16).
Недостатком данных порошков является их склонность к агломерированию, что оказывает негативное влияние на уплотнение при компактировании и спекании. Более того, возможность использования дешевого, универсального и широко применяемого метода горячего литья на термопластичном связующем для получения изделий из ультрадисперсных порошков существенно ограничено из-за того, что для обеспечения приемлемых реологических свойств шликеров на их основе требуется большое количество органического связующего.
Ближайшим аналогом, принятым за прототип, является керамическая масса [патент РФ №2150442, С 04 В 35/10, 1998], которую получают смешением промышленного глинозема с плазмохимическим ультрадисперсным порошком оксида алюминия, обладающим высокой поверхностной энергией.
Недостатком данной керамической массы является то, что введение плазмохимического оксида алюминия в стандартный глинозем до его содержания в смеси выше 30% требует использования большого количества органической связки, что приводит к ухудшению прочностных характеристик получаемой керамики. Это связано с низкими технологическими свойствами плазмохимических порошков.
Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа получения керамической массы на основе ультрадисперсных плазмохимических порошков оксидов металлов с содержанием органической связки не выше, чем у известных стандартных шликеров, и литейными способностями на уровне этих стандартных шликеров.
Для достижения указанного технического результата в способе получения керамической массы, включающей смешивание плазмохимических порошков оксидов металлов и органической связки, предлагается перед смешиванием плазмохимические порошки предварительно подвергнуть низкотемпературному отжигу, а затем механической активации.
Кроме того, используют плазмохимические порошки оксидов металлов, выбранные из группы, состоящей из плазмохимического порошка оксида алюминия, плазмохимического порошка диоксида циркония, плазмохимического порошка оксида магния, плазмохимического порошка оксида иттрия, плазмохимического порошка оксида кальция, плазмохимического порошка оксида церия и их смесей.
Кроме того, плазмохимические порошки отжигают на воздухе при температуре 800-1400°С в течение 0,5-1,0 ч.
Кроме того, механическую активацию отожженных плазмохимических порошков осуществляют путем размола в шаровой мельнице с добавлением поверхностно-активного вещества, например, олеиновой кислоты в количестве 1-2 вес.% в течение 50-100 ч.
Кроме того, в качестве органической связки используют парафин в количестве 16-20 вес.%, содержащий 4-5 вес.% пчелиного воска.
Возможность реализации изобретения основана на следующем: хотя плазмохимические порошки, обладая высокой гомогенностью распределения стабилизирующей добавки, и имеют средний размер кристаллитов порядка 20 нм (Иванов Ю.Ф., Пауль А.В., Конева Н.А., Дорда Ф.А., Дедов Н.В., Козлов Э.В. Стабилизация высокотемпературной модификации диоксида циркония. Стекло и керамика, 1991 г., №9, с.22-23), являясь очень перспективными материалами для производства высокопрочной керамики, обладают большой удельной поверхностью (5-35 м2/г), что обуславливает их низкие технологические свойства. Например, для них характерна нулевая текучесть, низкая насыпная плотность, малая прессуемость. Это также связано с их неблагоприятным морфологическим строением для процесса прессования, при этом их активность к спеканию очень высока, поэтому не удается получить равномерную по всему объему усадку, а следовательно, однородную плотность после спекания. Это также обусловливает необходимость введения большого количества органической связки (до 60%) (Кульков С.Н., Мельников А.Г., Андриец С.П., Рыжова Л.Н., Батьян В.Г. Технологические свойства ультрадисперсных плазмохимических порошков. Стекло и керамика, 2001, №1, с. 20-22).
Поэтому, без предварительной подготовки ультрадисперсных плазмохимических порошков невозможно получение керамической массы на их основе.
Улучшение технологических свойств плазмохимических порошков и уменьшение содержания органической связки в керамической массе авторами достигается тем, что перед смешиванием плазмохимические порошки предварительно подвергают низкотемпературному отжигу, а затем механической активации. Плазмохимические порошки оксидов металлов отжигают на воздухе при температуре 800-1400°С в течение 0,5-1,0 ч, тем самым увеличивается насыпная плотность и, следовательно, снижается содержание количества органической связки в керамической массе. Интервалы температур и времени отжига выбраны экспериментальным путем, исходя из того, что лишь в данных условиях происходит увеличение технологических свойств плазмохимических порошков без изменений в их структуре.
Затем отожженные плазмохимические порошки подвергают механической активации путем размола в шаровой мельнице с добавлением поверхностно-активного вещества, например, олеиновой кислоты в количестве 1-2 вес.%, в течение 50-100 ч. Олеиновая кислота используется как поверхностно-активное вещество и 1-2 вес.% его достаточно, чтобы смочить активируемый порошок. Время активации меньше 50 ч недостаточно для необходимого улучшения технологических свойств порошков. Более 100 ч проводить активацию нецелесообразно, т.к. улучшение технологических свойств порошков уже незначительны.
В качестве органической связки используют парафин в количестве 16-20 вес.%, содержащий 4-5 вес.% пчелиного воска. Данное количество органической связки в керамической массе позволяет получить максимальную плотность упаковки при удовлетворительных литейных свойствах.
Изобретение осуществляется следующим образом.
Пример 1
Керамическую массу готовят из плазмохимического порошка Аl2О3. Отжиг на воздухе проводят при температуре 1200°С в течение 60 мин. Измерение насыпной плотности после отжига показало, что для порошка Аl2О3 она увеличилась лишь на 5%. Затем отожженный порошок механически активируют в шаровой мельнице с добавлением 2 вес.% олеиновой кислоты в течение 100 ч. Определение насыпной плотности порошка, проведенного по ГОСТ 19440-74, установило, что насыпная плотность порошка Аl2О3 увеличилась с 0,2 до 0,85 г/см3. К отожженному и активированному плазмохимическому порошку добавляют стандартную органическую связку - парафин ТУ 6-09-3637-87 в количестве 18 вес.%, содержащий 4-5 вес.% пчелиного воска. Смешивание проводят в смесителе, например, типа “Гарт”, с подогреваемым резервуаром и снабженным механической мешалкой.
Пример 2
Керамическую массу готовят из плазмохимического порошка ZrO2, стабилизированного плазмохимическими порошками: 5 вес.% Y2О3, либо 9 вес.% MgO, либо 7 вес.% СаО, либо 12 вес.% СеО. Отжиг на воздухе проводят при температуре 800°С в течение 30 мин. Показано, что насыпная плотность стабилизированного плазмохимического порошка ZrO2, прошедшего предварительный отжиг, увеличилась лишь на 12%. Затем отожженные порошки механически активируют в шаровой мельнице с добавлением 1,5 вес.% олеиновой кислоты в течение 50 ч. Определение насыпной плотности полученных порошков, проведенное по ГОСТ 19440-74, установило, что насыпная плотность стабилизированного плазмохимического порошка ZrO2, прошедшего предварительный отжиг и последующую механическую активацию, увеличилась с 0,3 до 1,2 г/см3. К отожженной и активированной массе плазмохимических порошков добавляют парафин в количестве 16 вес.%. Далее проводят смешивание в смесителе “Гарт”.
Пример 3
Керамическую массу готовят из плазмохимических порошков, содержащих 20 вес.ч. Аl2О3 и 80 вес.ч. ZrO2, стабилизированных плазмохимическим порошком 5 вес.% Y2О3. Отжиг на воздухе проводят при температуре 1400°С в течение 40 мин. Затем отожженные порошки механически активируют в шаровой мельнице с добавлением 1 вес.% олеиновой кислоты в течение 70 ч. К отожженной и активированной смеси плазмохимических порошков добавляют парафин в количестве 20 вес.% и тщательно перемешивают в смесителе “Гарт”.
Полученная предложенным способом керамическая масса показала, что совместное действие отжига и последующей механической активации позволяют снизить количество технологической связки с 60 вес.% до 16-20 вес.%. При этом литейная способность полученной керамической массы не ниже, чем у стандартных шликеров марки ВК-94-1 или ВК-94-2. Литейная способность стандартных керамических масс марки ВК-94-1, ВК-94-2 и керамических масс, полученных предложенным способом, определенная при общепринятых условиях, а именно при температуре 65°С и давлении 2 атм, представлена в таблице.
Claims (4)
1. Способ получения керамической массы, включающий смешивание плазмохимических порошков оксидов металлов и органической связки, отличающийся тем, что перед смешиванием плазмохимические порошки предварительно подвергают низкотемпературному отжигу на воздухе при температуре 800-1400°С в течение 0,5-1,0 ч, а затем механической активации в шаровой мельнице с добавлением поверхностно активного вещества в течение 50-100 ч.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют плазмохимические порошки оксидов металлов, выбранные из группы, состоящей из плазмохимического порошка оксида алюминия, плазмохимического порошка диоксида циркония, плазмохимического порошка оксида магния, плазмохимического порошка оксида иттрия, плазмохимического порошка оксида кальция, плазмохимического порошка оксида церия и их смесей.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что механическую активацию отожженных плазмохимических порошков осуществляют путем размола в шаровой мельнице с добавлением олеиновой кислоты в количестве 1-2 вес.%.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве органической связки используют парафин в количестве 16-20 вес.%, содержащий 4-5 вес.% пчелиного воска.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002126874/03A RU2233816C2 (ru) | 2002-10-07 | 2002-10-07 | Способ получения керамической массы |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002126874/03A RU2233816C2 (ru) | 2002-10-07 | 2002-10-07 | Способ получения керамической массы |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002126874A RU2002126874A (ru) | 2004-04-20 |
RU2233816C2 true RU2233816C2 (ru) | 2004-08-10 |
Family
ID=33413037
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002126874/03A RU2233816C2 (ru) | 2002-10-07 | 2002-10-07 | Способ получения керамической массы |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2233816C2 (ru) |
-
2002
- 2002-10-07 RU RU2002126874/03A patent/RU2233816C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
СЛОСМАН А.И. и др. Влияние предварительной обработки на технологические свойства плазмохимических оксидных порошков. Огнеупоры, 1994, №2, с.4-7. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20070179041A1 (en) | Zirconia Ceramic | |
JP2010526668A (ja) | イットリア系耐火性組成物 | |
US4690911A (en) | Zirconia ceramics and process for producing the same | |
RU2307110C2 (ru) | Способ получения керамической массы | |
RU2233816C2 (ru) | Способ получения керамической массы | |
JP7325275B2 (ja) | 耐摩耗性アルミナ質焼結体 | |
RU2206930C1 (ru) | Способ получения керамических материалов для ловушки расплава активной зоны ядерного реактора, содержащих оксиды железа, алюминия и диоксид кремния | |
US5387562A (en) | Silicon slip-casting composition, and process for the preparation thereof | |
JP2000203933A (ja) | 乾式混合法による透明イットリウム・アルミニウム・ガ―ネット焼結体の製造法 | |
RU2465246C2 (ru) | Способ получения корундовой керамики | |
Binner et al. | Improvement in the mechanical properties of polycrystalline beta-alumina via the use of zirconia particles containing stabilizing oxide additions | |
JP2671929B2 (ja) | ジルコニア系セラミック材料とその製造法 | |
RU2021229C1 (ru) | Шихта для изготовления керамических изделий сложной конфигурации | |
JP2001526175A (ja) | 熱ショック抵抗性の改良された稠密耐火物 | |
Xu et al. | α‐SiAlON Ceramics Obtained by Slip Casting and Pressureless Sintering | |
US3625721A (en) | Permeable refractories | |
RU2235701C1 (ru) | Периклазошпинельные огнеупорные изделия и способ их изготовления | |
Toy et al. | A colloidal method for manganese oxide addition to alumina powder and investigation of properties | |
JPH0696471B2 (ja) | ジルコニアセラミックスの製造方法 | |
RU2728911C1 (ru) | Способ изготовления корундовой керамики | |
JPS647030B2 (ru) | ||
RU2789475C1 (ru) | Способ получения конструкционной керамики на основе оксида алюминия | |
RU2243186C2 (ru) | Способ удаления органической связки | |
RU2284975C2 (ru) | Твердый электролит и способ его получения | |
Yang et al. | Gelcasting of Non-oxide Ceramics |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20101008 |