RU2405756C1 - Method of producing alumina ceramic - Google Patents

Method of producing alumina ceramic Download PDF

Info

Publication number
RU2405756C1
RU2405756C1 RU2009127912/03A RU2009127912A RU2405756C1 RU 2405756 C1 RU2405756 C1 RU 2405756C1 RU 2009127912/03 A RU2009127912/03 A RU 2009127912/03A RU 2009127912 A RU2009127912 A RU 2009127912A RU 2405756 C1 RU2405756 C1 RU 2405756C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ceramics
temperature
ceramic
viscosity
firing
Prior art date
Application number
RU2009127912/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Элеонора Михайловна Никифорова (RU)
Элеонора Михайловна Никифорова
Роман Георгиевич Еромасов (RU)
Роман Георгиевич Еромасов
Анатолий Иванович Никифоров (RU)
Анатолий Иванович Никифоров
Original Assignee
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет"
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 образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" filed Critical Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет"
Priority to RU2009127912/03A priority Critical patent/RU2405756C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2405756C1 publication Critical patent/RU2405756C1/en

Links

Landscapes

  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to methods of producing alumina ceramic material meant for making articles from structural ceramic with high static loads. According to the invention, alumina is mixed with a mineralising agent characterised by viscosity of 1-5 Pa·s and surface tension (50-250)·10-3 N/m a temperature interval for burning ceramic in amount of 1-2 wt % on the cation-oxygen component. Sinter is obtained at 1300°C. The sinter is ground, pressed and burnt at 1350-1400°C. The mineralising agent used is in form of chlorides of alkali and alkali-earth metals KCl, MgCl2, LiCl, CaCl2, NaCl, BaCl2.
EFFECT: high ceramic sintering temperature with increase in ultimate bending strength.
2 tbl

Description

Изобретение относится к способам получения корундового керамического материала, предназначенного для изготовления изделий из конструкционной керамики с повышенными статическими нагрузками.The invention relates to methods for producing corundum ceramic material intended for the manufacture of products from structural ceramics with high static loads.

Известен способ получения высококачественной конструкционной корундовой керамики со стеклодобавкой - минерализатором, содержащим оксиды кремния, кальция и бора в массовом соотношении 1:1:1 и спеченным при 900-1000°С. При этом шихта дополнительно содержит фторидосодержащую добавку в количестве 0,5-1 мас.%., а обжиг керамики проводят при температуре 1500-1550°С (пат. №2119901, МПК С04В 35/10, С04В 35/18, от 10.06.97, опубл. 10.10.1998 г.). Недостатком известного способа является повышенная температура обжига керамики.A known method of producing high-quality structural corundum ceramics with glass additives - mineralizer containing oxides of silicon, calcium and boron in a mass ratio of 1: 1: 1 and sintered at 900-1000 ° C. Moreover, the charge additionally contains a fluoride-containing additive in an amount of 0.5-1 wt.%., And the firing of ceramics is carried out at a temperature of 1500-1550 ° C (US Pat. No. 2119901, IPC С04В 35/10, С04В 35/18, from 10.06. 97, published on 10/10/1998). The disadvantage of this method is the increased firing temperature of ceramics.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ получения корундового керамического материала, предназначенного для изготовления изделий из конструкционной керамики со стеклодобавкой минерализатором, содержащим оксиды магния, кальция, кремния и бора при массовом соотношении 0,5:0,5:1:1 (пат. №2171244, МПК С04В 35/111, от 10.04.2000, опубл. 27.07.2001 г.). Обжиг керамики проводят при 1440-1460°С, а шихта имеет следующее соотношение компонентов, мас.%:Closest to the claimed method is a method for producing corundum ceramic material intended for the manufacture of products from structural ceramics with a glass additive mineralizer containing oxides of magnesium, calcium, silicon and boron in a mass ratio of 0.5: 0.5: 1: 1 (US Pat. No. 2171244, IPC С04В 35/111, dated April 10, 2000, publ. July 27, 2001). Ceramics are fired at 1440-1460 ° C, and the mixture has the following ratio of components, wt.%:

Гидрооксид алюминия и/или глиноземAluminum hydroxide and / or alumina в пересчете на оксид алюминияin terms of alumina 88-9288-92 СтеклодобавкаGlass additive 8-128-12

Недостатком наиболее близкого к заявляемому известного способа является повышенная температура обжига керамики (1440-1460°С), а также необходимость предварительного спекания стеклодобавки - минерализатора (8-12 мас.%) при достаточно высоких температурах 900-1000°С. Использование высоковязкой минерализующей добавки - стеклобоя (вязкость в температурном интервале обжига керамики 106 Па·с) в незначительной степени способствует переводу процесса спекания в область более низких температур.The disadvantage of the closest to the claimed known method is the increased firing temperature of ceramics (1440-1460 ° C), as well as the need for preliminary sintering of the glass additive - mineralizer (8-12 wt.%) At sufficiently high temperatures of 900-1000 ° C. The use of a highly viscous mineralizing additive - cullet (viscosity in the temperature range of ceramic firing 10 6 Pa · s) insignificantly contributes to the transfer of the sintering process to lower temperatures.

Задачей предлагаемого способа является получение корундовой керамики, имеющей более низкую температуру спекания при повышенных прочностных характеристиках.The objective of the proposed method is to obtain corundum ceramics having a lower sintering temperature with high strength characteristics.

В этом состоит новый технический результат, находящийся в причинно-следственной связи с существенными признаками изобретения.This is a new technical result, which is in a causal relationship with the essential features of the invention.

Существенные признаки изобретения заключаются в том, что глинозем смешивают с минерализатором в виде хлоридов щелочных и щелочеземельных металлов КСl, MgCl2, LiCl, CaCl2, NaCl, BaCl2, характеризующихся вязкостью от 1 до 5 Па·с и поверхностным натяжением (50-250)·10-3 Н/м в температурном интервале обжига керамики в количестве 1-2 мас.% по катион-кислородному компоненту, приготовление спека осуществляют при температуре 1300°С, а обжиг проводят при температуре 1350-1400°С.The essential features of the invention are that alumina is mixed with a mineralizer in the form of alkali and alkaline earth metal chlorides KCl, MgCl 2 , LiCl, CaCl 2 , NaCl, BaCl 2 , characterized by a viscosity of 1 to 5 Pa · s and surface tension (50-250 ) · 10 -3 N / m in the temperature range of firing ceramics in an amount of 1-2 wt.% By cation-oxygen component, the preparation of cake is carried out at a temperature of 1300 ° C, and firing is carried out at a temperature of 1350-1400 ° C.

Минерализующие добавки в глинозем вводили с учетом эквивалентного содержания в них минерализующего компонента (катион-кислородного компонента). Фактическое соотношение количества введенного минерализатора и количества катион-кислородного компонента в нем приведено в таблице 1. При этом сравнение минерализующего эффекта в зависимости от вязкости и поверхностного натяжения добавок осуществляется по одинаковому количеству введенных с минерализатором оксидов металлов.Mineralizing additives were introduced into alumina taking into account the equivalent content of the mineralizing component (oxygen-cation component) in them. The actual ratio of the amount of introduced mineralizer and the amount of cation-oxygen component in it is given in table 1. Moreover, the comparison of the mineralizing effect depending on the viscosity and surface tension of the additives is carried out by the same amount of metal oxides introduced with the mineralizer.

Использование минерализатора с вязкостью от 1 до 5 Па·с и поверхностным натяжением (50-250)·10-3 Н/м в температурном интервале обжига керамики обеспечивает существенное снижение температуры обжига за счет образования жидкой фазы высокой реакционной активности с низкой вязкостью и низким поверхностным натяжением расплава минерализатора. Содержание минерализатора в заявляемых количествах (1-2 мас.% по катион-кислородному компоненту) обеспечивает существенное повышение прочностных характеристик.The use of a mineralizer with a viscosity of 1 to 5 Pa · s and a surface tension of (50-250) · 10 -3 N / m in the temperature range of firing ceramics provides a significant reduction in the firing temperature due to the formation of the liquid phase of high reactivity with low viscosity and low surface the melt tension of the mineralizer. The content of the mineralizer in the claimed amounts (1-2 wt.% By cation-oxygen component) provides a significant increase in strength characteristics.

Способ осуществляется следующим образом. Глинозем и минерализатор с вязкостью от 1 до 5 Па·с и поверхностным натяжением (50-250)·10-3 Н/м в температурном интервале обжига керамики в количестве 1-2 мас.% по катион-кислородному компоненту тщательно измельчают до фракции 1-3 мкм и смешивают в заявленном соотношении. Полученную шихту синтезируют при температуре 1300°С и вновь измельчают, преимущественно в вибромельнице. Из полученной шихты формуют образцы при давлении формования 80-100 МПа, а далее обжигают при температуре 1350-1400°С.The method is as follows. Alumina and mineralizer with a viscosity of 1 to 5 Pa · s and a surface tension of (50-250) · 10 -3 N / m in the temperature range of ceramic firing in the amount of 1-2 wt.% By cation-oxygen component are carefully ground to fraction 1 -3 microns and mixed in the stated ratio. The resulting mixture is synthesized at a temperature of 1300 ° C and again crushed, mainly in a vibratory mill. Samples are molded from the resulting mixture at a molding pressure of 80-100 MPa, and then fired at a temperature of 1350-1400 ° C.

Данные по виду минерализатора, его содержанию в керамической массе, температуре спекания и прочностным характеристикам обожженных изделий по заявляемому способу в сравнении с прототипом представлены в табл.1. Обоснование оптимального количества минерализатора по заявляемому способу представлено в табл.2 и приведено по отношению к самой эффективной минерализующей добавке КСl, обладающей минимальной вязкостью (вязкость 1 Па·с в температурном интервале обжига керамики).Data on the type of mineralizer, its content in the ceramic mass, sintering temperature and strength characteristics of the calcined products by the present method in comparison with the prototype are presented in table 1. The rationale for the optimal amount of mineralizer according to the claimed method is presented in table 2 and is given in relation to the most effective mineralizing additive KCl, having a minimum viscosity (viscosity 1 Pa · s in the temperature range of firing ceramics).

Анализ данных табл.1 свидетельствует о перспективности использования при получении корундовой керамики минерализующих добавок, характеризующихся вязкостью от 1 до 5 Па·с и поверхностным натяжением (50-250)·10-3 Н/м в температурном интервале обжига керамики. Использование высоковязких минерализующих стеклодобавок (вязкость в температурном интервале обжига керамики - 106 Па·с) не обеспечивает преимущества по температуре спекания и показателям прочности при изгибе в сравнении с низковязкими минерализаторами, заявляемыми в способе. Низковязкие минерализаторы образуют высокоподвижную, маловязкую и однородную жидкую фазу, что в свою очередь приводит к более раннему созреванию материала, активации процесса формирования основной кристаллической фазы - корунда и, как следствие, повышению качества изделий при более низких температурах спекания.An analysis of the data in Table 1 indicates the promising use of mineralizing additives in the preparation of corundum ceramics, characterized by a viscosity of 1 to 5 Pa · s and a surface tension of (50-250) · 10 -3 N / m in the temperature range of ceramic firing. The use of high-viscosity mineralizing glass additives (viscosity in the temperature range of ceramic firing - 10 6 Pa · s) does not provide advantages in sintering temperature and bending strength in comparison with the low-viscosity mineralizers claimed in the method. Low-viscosity mineralizers form a highly mobile, low-viscosity and homogeneous liquid phase, which in turn leads to earlier ripening of the material, activation of the process of formation of the main crystalline phase - corundum, and, as a result, an increase in the quality of products at lower sintering temperatures.

Figure 00000001
Figure 00000001

Таблица 2table 2 Вид минерализатораType of mineralizer Содержание минерализатораThe content of the mineralizer ТемператураTemperature Прочность при изгибе,Bending strength по катион-кислородномуby cation oxygen обжига, °Сfiring, ° C МПаMPa компоненту, мас.%component, wt.% 1 К2О1 K 2 O 13801380 430430 КСlKCl 2 К2О2 K 2 O 13501350 460460 3 К2О3K 2 O 13701370 420420

Claims (1)

Способ получения корундовой керамики, включающий измельчение и смешивание глинозема с минерализующими добавками, получение опека, его измельчение, прессование и обжиг керамики, отличающийся тем, что глинозем смешивают с минерализующими добавками в виде хлоридов щелочных и щелочноземельных металлов КСl, MgCl2, LiCl, CaCl2, NaCl, BaCl2 с вязкостью от 1 до 5 Па·с и поверхностным натяжением (50-250)·10-3 Н/м, в температурном интервале обжига керамики в количестве 1-2 мас.% по катионкислородному компоненту, спек получают при температуре 1300°С, а обжиг керамики проводят при температуре 1350-1400°С. A method of producing corundum ceramics, including grinding and mixing alumina with mineralizing additives, obtaining custody, grinding, pressing and firing ceramics, characterized in that the alumina is mixed with mineralizing additives in the form of alkali and alkaline earth metal chlorides KCl, MgCl 2 , LiCl, CaCl 2 , NaCl, BaCl 2 with a viscosity of 1 to 5 Pa · s and surface tension (50-250) · 10 -3 N / m, in the temperature range of firing ceramics in the amount of 1-2 wt.% For cation-oxygen component, sintered temperature 1300 ° С, and firing of ceramics oestriasis at a temperature of 1350-1400 ° C.
RU2009127912/03A 2009-07-20 2009-07-20 Method of producing alumina ceramic RU2405756C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009127912/03A RU2405756C1 (en) 2009-07-20 2009-07-20 Method of producing alumina ceramic

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009127912/03A RU2405756C1 (en) 2009-07-20 2009-07-20 Method of producing alumina ceramic

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2405756C1 true RU2405756C1 (en) 2010-12-10

Family

ID=46306414

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009127912/03A RU2405756C1 (en) 2009-07-20 2009-07-20 Method of producing alumina ceramic

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2405756C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2728911C1 (en) * 2019-08-06 2020-08-03 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Method of making corundum ceramics
CN116535196A (en) * 2023-05-23 2023-08-04 长沙华脉新材料有限公司 Preparation method and application of alumina ceramic

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2728911C1 (en) * 2019-08-06 2020-08-03 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Method of making corundum ceramics
CN116535196A (en) * 2023-05-23 2023-08-04 长沙华脉新材料有限公司 Preparation method and application of alumina ceramic

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100214923B1 (en) Synthetic clay for ceramics and process for preparing the same
US6753299B2 (en) Composite silica proppant material
CN108367993B (en) Sintered refractory zircon composite material, method for the production thereof and use thereof
JP5661303B2 (en) Composition for low-temperature fired porcelain and method for producing low-temperature fired porcelain
TWI732944B (en) Spinel powder containing magnesium oxide and its manufacturing method
BR112017000716B1 (en) CERAMIC-METAL COMPOSITE WEAR COMPONENT, COMMINUTION DEVICE, COMPOSITE SHIELDING AND DREDGING TOOLS AND PUMPS
RU2014148285A (en) COMPOSITION AND METHOD FOR PREPARING AN EXTRA LIGHT CERAMIC SPLIT FILLER
RU2405756C1 (en) Method of producing alumina ceramic
CN109020520A (en) A kind of anti-thermal shock and the ceramic rod of high temperature creep-resisting and preparation method thereof
Sarkar et al. Study on the effect of deflocculant variation in high-alumina low-cement castable
Sarkar et al. Effect of Alumina Fines on a Vibratable High-Alumina Low-Cement Castable
CN104961449B (en) Semitransparent jadeite ceramic and preparation method thereof
RU2494994C1 (en) Method of producing alumina ceramic
RU2633463C1 (en) Method for producing charge for corundum ceramics (versions)
RU2171244C1 (en) Method of preparing corundum ceramic material
RU2397968C1 (en) Composition and method of making corundum refractory concrete
RU2698880C1 (en) Method of making ceramics based on zirconium dioxide
RU2376258C1 (en) Lime and siliceous binder, method of lime and siliceous binder production and method of moulding sand production for extruded silicate items
RU2119901C1 (en) Method of manufacturing corundum ceramics
RU2730229C1 (en) Mixture based on aluminium oxide and method of producing strong ceramics
RU2560014C1 (en) Ceramic mixture
RU2731323C1 (en) Ceramic mixture
RU2379257C1 (en) Method for making alumina ceramic products
RU2789475C1 (en) Method for producing structural ceramics based on aluminum oxide
RU2412129C1 (en) Crude mix for making ceramic facing tile

Legal Events

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

Effective date: 20140721