RU2286968C1 - Способ изготовления изделий из кварцевой керамики - Google Patents

Способ изготовления изделий из кварцевой керамики Download PDF

Info

Publication number
RU2286968C1
RU2286968C1 RU2005113633/03A RU2005113633A RU2286968C1 RU 2286968 C1 RU2286968 C1 RU 2286968C1 RU 2005113633/03 A RU2005113633/03 A RU 2005113633/03A RU 2005113633 A RU2005113633 A RU 2005113633A RU 2286968 C1 RU2286968 C1 RU 2286968C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
products
slip
graphite
temperature
zero
Prior art date
Application number
RU2005113633/03A
Other languages
English (en)
Inventor
Феодосий Яковлевич Бородай (RU)
Феодосий Яковлевич Бородай
Александр Гавриилович Ромашин (RU)
Александр Гавриилович Ромашин
Михаил Юрьевич Русин (RU)
Михаил Юрьевич Русин
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология"
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 Федеральное государственное унитарное предприятие "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология"
Priority to RU2005113633/03A priority Critical patent/RU2286968C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2286968C1 publication Critical patent/RU2286968C1/ru

Links

Landscapes

  • Ceramic Products (AREA)

Abstract

Изобретение относится к керамической промышленности и может быть использовано при изготовлении фасонных изделий различного назначения с нулевой или близкой к нулю открытой пористостью, работающих в сложных климатических условиях. Техническим результатом изобретения является получение изделий с беспористым наружным слоем по всему контуру сложнопрофильного изделия, упрощение технологии изготовления изделий из кварцевой керамики с беспористым наружным слоем. Технический результат достигается тем, что в водный шликер кварцевого стекла с борсодержащей добавкой вводят порошкообразный графит в количестве 0,5-10 вес.% к твердой фазе, а обжиг изделий осуществляют в воздушной среде в два этапа, сначала при температуре 900-1100°С в течение 1-3 часов, затем при температуре 1240-1270°С в течение 1-3 часов.

Description

Изобретение относится к керамической промышленности, а точнее к технологии производства изделий из кварцевой керамики, и может быть использовано при изготовлении фасонных изделий различного назначения с нулевой или близкой к нулю открытой пористостью, работающих в сложных климатических условиях.
Известен способ получения изделий из кварцевой керамики для работы в сложных климатических условиях (а.с. СССР №501052, Кл. С 04 В 35/14, 1976), согласно которому с целью получения нулевой открытой пористости в шликер кварцевого стекла вводят активатор спекания в виде борсодержащей добавки - порошка нитрида бора. Недостатком способа является то, что спекание материала в изделии до нулевой открытой пористости происходит по всему объему изделия с переводом керамической структуры материала в стеклообразную. Это ухудшает теплозащитные характеристики изделий, снижает трещиностойкость материала в изделии.
Наиболее близким техническим решением является способ получения изделий из кварцевой керамики по а.с. СССР №606843, Кл. С 04 В 35/14, Бюл. №18, 1978, по которому изделие формируют послойно - вначале формуют наружный слой из шликера кварцевого стекла с добавлением нитрида бора или нитрида кремния в количестве 0,5-2,0 вес.% толщиной 0,5-3,0 мм, затем слой из шликера кварцевого стекла без добавок и далее второй наружный слой из шликера с добавками до заданной толщины заготовки. Отформованную таким образом слоистую заготовку подвергают обжигу при 1100-1300°С в существующих промышленных печах. Добавки нитрида бора и нитрида кремния способствуют интенсивному спеканию кварцевой керамики, благодаря чему в процессе термообработки в указанных пределах температур, слои, содержащие добавки, подвергаются полному спеканию до нулевой открытой пористости. При этом пористость основного внутреннего слоя изделия находится в пределах 8 -10%. Таким образом, способ изготовления изделий включает следующие основные операции:
- приготовление водного шликера кварцевого стекла без активатора спекания и с активатором спекания;
- формование слоистой заготовки в гипсовой форме путем троекратной заливки и слива шликера;
- сушку и обжиг изделия при 1100-1300°С в существующих промышленных печах.
Недостатком способа является послойное формование керамической заготовки путем троекратной заливки и слива шликера. Смену шликеров необходимо производить быстро, до завершения усадки набранного слоя, так как в противном случае изделие расслаивается и разрушается. Способ можно реализовать на изделиях простых форм и небольших размеров с применением седиментационно устойчивых шликеров. Для крупногабаритных изделий сложной формы скорость набора заготовки зависит от высоты и профиля изделия и спрогнозировать требуемую толщину слоев невозможно. Кроме того, по прототипу в принципе невозможно получать изделия с плотными и пористыми слоями по всему замкнутому контуру изделия.
Целью настоящего изобретения является получение изделий с беспористым наружным слоем по всему контуру сложнопрофильного изделия, упрощение технологии изготовления изделий из кварцевой керамики с беспористым наружным слоем. Поставленная цель достигается тем, что способ получения изделий из кварцевой керамики, включающий приготовление водного шликера кварцевого стекла с борсодержащей добавкой, формование изделий в гипсовой форме, сушку и обжиг изделий, отличается тем, что в шликер дополнительно вводят порошкообразный графит в количестве 0,5-10 вес.% к твердой фазе, а обжиг изделий осуществляют в воздушной среде в два этапа, сначала при температуре 900-1100°С в течение 1-3 часов, затем при температуре 1240-1270°С в течение 1-3 часов.
Авторами установлено, что при введении в структуру кварцевой керамики активатора спекания и графита процесс спекания материала проходит в два этапа: первый этап - окисление и пиролиз графита, и второй этап - уплотнение и спекание частиц кварцевого стекла. Подобраны оптимальные температурные и временные интервалы для них. Оптимальной температурой окисления графита в керамической заготовке будет температура в интервале 900-1100°С, выше которого происходит спекание материала. За счет изменения времени выдержки от 1 до 3 часов при этой температуре можно регулировать глубину пиролиза графита от 2 до 10 мм.
Оптимальная температура для спекания керамики до нулевой пористости в наружном слое (слоях), где произошло удаление графита, является температура в интервале 1240-1270°С с выдержкой 1-3 часа. Для температуры 1270°С достаточно выдержки 1 час, для 1240°С - 3 часа. При этом внутренний слой имеет керамическую структуру с пористостью 8-12%.
В связи с тем что плотность графита близка к плотности кварцевого стекла (2,2 г/см3) и графитовый порошок ТУ4802-20-94 хорошо смачивается водой, получение шликера кварцевого стекла с введением до 10 вес.% графита и формование из него изделий, включая крупногабаритные, не вызывает особых трудностей. Расслоение шликера с добавкой графита при выходной плотности комбинированного шликера 1,87-1,91 г/см3 не наблюдается. Верхний предел количества графита ограничивается увеличением вязкости и плотности шликера, ухудшением свойств сырца и керамики. Нижний предел - ощутимым влиянием графита на процесс спекания кварцевой керамики и сохранением пористости и керамической структуры внутреннего слоя.
По заявленному способу можно получать изделия из шликеров с добавками окислов хрома (увеличение излучательной способности), титана (снижение коэффициента линейного термического расширения), гадолиния и церия (повышение радиационной стойкости) и др.
Примеры выполнения способа.
Пример 1. В шликер кварцевого стекла с плотностью 1,89 г/см3 ввели 0,5 вес.% порошка нитрида бора ТУ2-036-707-77 и 0,5 вес.% порошка графита ТУ4802-20-94. Смесь перемешали в фарфоровом барабане на валковой мельнице в течение 3 часов. Для улучшения процесса мешки в барабан уложили небольшое количество мелющих тел (5% от массы шликера). Полученный комбинированный шликер имел плотность 1,91 г/см3, вязкость 50 с по ВЗ-1. После процеживания через сетку с ячейкой 1,0 мм шликер использовали для литья различных фасонных изделий (плиты, трубы, тигли) с толщиной стенки 10-20 мм. Изделия подвяливали в комнатных условиях, сушили и обжигали в печи KS-800 по режиму:
- нагрев со скоростью 200-300°С в час;
- выдержка при температуре 900-1100°С в течение 1 часа;
- выдержка при температуре 1240°С в течение 3 часов;
- охлаждение вместе с печью.
Полученные изделия имели открытую пористость наружного слоя толщиной 2-3 мм близкой к нулю. Внутренний слой изделия имел керамическую структуру с открытой пористостью 8-10%.
Пример 2. В шаровой мельнице ТСА-115 мокрым помолом кварцевого стекла приготовлен шликер с плотностью 1,86 г/см3. После отделения шаров ввели 1% порошка нитрида бора, а через пять часов перемешивания ввели 10% графита. Шликер перемешали в мельнице в течение 24 часов и процедили через сетку с ячейкой 0,5 мм. Дополнительным введением воды осуществили доводку суспензии до плотности 1,87 г/см3. Из полученного шликера в гипсовых формах формовали трубчатые изделия диаметром 200 мм, высотой 800 мм с толщиной стенки 20-25 мм. После подвялки и сушки изделия обжигали в шахтной электропечи с силитовыми нагревателями в воздушной атмосфере по режиму, аналогичному режиму примера 1, но с максимальной температурой 1270°С в течение одного часа. Изделия имели наружный слой толщиной 3-5 мм с кажущейся пористостью не более 0,5%, внутренний слой темного цвета керамической структуры имел пористость 7-10%.
Пример 3. В шликер кварцевого стекла аналогично примеру 2 ввели последовательно добавки 0,5% нитрида бора, 1,0% окисла хрома ТУ и графита 5,0%. После перемешивания и стабилизации шликера в мельнице ТСА115 в течение 24 часов отливали методом водного шликерного литья в гипсовых формах теплозащитные наконечники, работающие при температуре поверхности выше 1000°С. Окись хрома вводили для повышения излучательной способности изделия.
Режим обжига аналогичен режиму обжига в примере 1, но время выдержки на первом этапе было увеличено до 3 часов, а температура второго этапа составила 1250°С. Наружный беспористый слой изделия имел толщину 8-10 мм и темно-зеленый цвет. Внутренность наконечника имела пористость 10-12% темного цвета.
Предложенный способ получения изделий из кварцевой керамики с нулевой и близкой к нулю открытой пористостью имеет следующие преимущества:
- позволяет получать изделия любой сложной формы и больших габаритов;
- обеспечивает получение плотного, беспористого слоя по всему контуру изделия;
- упрощает технологию изготовления слоистых заготовок за счет применения разовой заливки шликера в форму и применения шликера одного состава;
- расширяет ассортимент, конструктивные и эксплуатационные возможности изделий из кварцевой керамики за счет упрощения технологии получения сложнопрофильных заготовок, регулирования толщины слоев в широких пределах, возможности модифицирования материала слоев.
Источники информации.
1. Авторское свидетельство СССР №501052, Кл. С 04 В 35/14, 1976.
2. Авторское свидетельство СССР №606843, Кл. С 04 В 35/14, Бюл. №18, 1978.(прототип).

Claims (1)

  1. Способ получения изделий из кварцевой керамики, включающий приготовление водного шликера кварцевого стекла с борсодержащей добавкой, формование изделий в гипсовой форме, сушку и обжиг изделий, отличающийся тем, что в шликер дополнительно вводят порошкообразный графит в количестве 0,5-10 вес.% к твердой фазе, а обжиг изделий осуществляют в воздушной среде в два этапа, сначала при температуре 900-1100°С в течение 1-3 ч, затем при температуре 1240-1270°С в течение 1-3 ч.
RU2005113633/03A 2005-05-04 2005-05-04 Способ изготовления изделий из кварцевой керамики RU2286968C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005113633/03A RU2286968C1 (ru) 2005-05-04 2005-05-04 Способ изготовления изделий из кварцевой керамики

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005113633/03A RU2286968C1 (ru) 2005-05-04 2005-05-04 Способ изготовления изделий из кварцевой керамики

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2286968C1 true RU2286968C1 (ru) 2006-11-10

Family

ID=37500791

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005113633/03A RU2286968C1 (ru) 2005-05-04 2005-05-04 Способ изготовления изделий из кварцевой керамики

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2286968C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2513745C2 (ru) * 2012-07-03 2014-04-20 Открытое акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" Способ получения кварцевой керамики с пониженной температурой обжига
RU2688705C1 (ru) * 2018-08-22 2019-05-22 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" Способ получения кварцевых тиглей

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2513745C2 (ru) * 2012-07-03 2014-04-20 Открытое акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" Способ получения кварцевой керамики с пониженной температурой обжига
RU2688705C1 (ru) * 2018-08-22 2019-05-22 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" Способ получения кварцевых тиглей

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Johari et al. Effect of the change of firing temperature on microstructure and physical properties of clay bricks from Beruas (Malaysia)
CN106220224B (zh) 一种具有双重孔结构的耐高温轻质绝热材料及其制备方法
CN105541291B (zh) 一种紫砂耐热烹调器的制备方法
JP5661303B2 (ja) 低温焼成磁器用組成物および低温焼成磁器の製造方法
TWI570089B (zh) Large ceramic plate and its manufacturing method
CN108484149A (zh) 一种NaA分子筛膜支撑体制备方法
Mukhopadhyay et al. Phase analysis and microstructure evolution of a bone china body modified with scrap addition
Khattab et al. Alumina–zircon refractory materials for lining of the basin of glass furnaces: effect of processing technique and TiO2 addition
CN105859266B (zh) 窑变自生釉鲁青瓷和泥料及方法
RU2286968C1 (ru) Способ изготовления изделий из кварцевой керамики
Zaidan et al. Effect of bentonite addition on some properties of porcelain
TW201607912A (zh) 大型陶瓷板
JP6873427B2 (ja) 多孔質セラミックスの製造方法
Kamochi et al. Effect of talc addition on pyroplastic deformation of an alumina strengthened porcelain
Boulaiche et al. Valorisation of Industrial Soda-Lime Glass Waste and Its Effect on the Rheological Behavior, Physical-Mechanical and Structural Properties of Sanitary Ceramic Vitreous Bodies
JP2007261901A (ja) 廃棄物を主材としたセラミックスおよびその製造方法
RU2513745C2 (ru) Способ получения кварцевой керамики с пониженной температурой обжига
KR101418642B1 (ko) 승온 소성법을 이용한 균일 발포 특성을 갖는 인공경량골재의 제조
CN108455917A (zh) 一种新型玻璃砖及其制备方法
RU2361844C2 (ru) Способ получения керамических изделий
RU2170715C2 (ru) Способ получения изделий из спеченного стеклокристаллического материала литийалюмосиликатного состава
KR101315631B1 (ko) 리튬용액 침투에 의한 las계 내열 세라믹스의 제조방법
RU2486159C2 (ru) Способ получения керамического изделия
JP2013139368A (ja) 軽量アルミナ質耐火断熱れんがの製造方法
Hameed Slip Casting of Kaolin Clay

Legal Events

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

Effective date: 20080505