RU2533510C1 - Method for manufacturing high-porous ceramic blocks - Google Patents

Method for manufacturing high-porous ceramic blocks Download PDF

Info

Publication number
RU2533510C1
RU2533510C1 RU2013120870/02A RU2013120870A RU2533510C1 RU 2533510 C1 RU2533510 C1 RU 2533510C1 RU 2013120870/02 A RU2013120870/02 A RU 2013120870/02A RU 2013120870 A RU2013120870 A RU 2013120870A RU 2533510 C1 RU2533510 C1 RU 2533510C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
reaction mixture
workpiece
mandrel
temperature
curing
Prior art date
Application number
RU2013120870/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013120870A (en
Inventor
Виктор Иванович Тихонов
Михаил Несторович Щучкин
Юлия Васильевна Вихорева
Ирина Анатольевна Пищурова
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Синтезин-В"
Чуканин Михаил Геннадьевич
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 Общество с ограниченной ответственностью "Синтезин-В", Чуканин Михаил Геннадьевич filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Синтезин-В"
Priority to RU2013120870/02A priority Critical patent/RU2533510C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2013120870A publication Critical patent/RU2013120870A/en
Publication of RU2533510C1 publication Critical patent/RU2533510C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: reaction mixture is prepared containing oxidiser, deoxidiser, high melting component, gasifier and liquid vehicle gasifiable by thermal decomposition. Workpiece is obtained by reaction mixture prepressing in shape-generating mandrel. The workpiece is dried in shape-generating mandrel followed by the workpiece removal and curing. Self-spreading high-temperature synthesis of unit from reaction mixture of the workpiece is performed outdoors in mandrels from fire-resistant, gas-permeable, carbon-containing material.
EFFECT: obtaining high-porous long ceramic units with relation of altitude to diameter up to 5 under increase of open porousness, thermal resistance, compression strength, as well as improving items quality and simplifying tooling structure.
4 cl, 1 dwg, 2 tbl, 2 ex

Description

Изобретение относится к порошковой металлургии и теплоэнергетике, в частности к получению высокопористых керамических блоков, которые могут быть использованы как в качестве носителя каталитических моноблоков для переработки углеводородного сырья, так и насадок для организации горения, например газовоздушных смесей.The invention relates to powder metallurgy and thermal energy, in particular to the production of highly porous ceramic blocks, which can be used both as a carrier of catalytic monoblocks for processing hydrocarbon raw materials and nozzles for organizing combustion, for example gas-air mixtures.

Известен способ изготовления пористых труб из тугоплавких материалов, включающий приготовление реакционной смеси порошков, коаксиальное размещение в форме полой оправки, формовки заготовки путем засыпки реакционной смеси порошков в зазор между формой и оправкой, локальное воспламенение реакционной смеси заготовки, причем перед локальным воспламенением полость оправки заполняют порошком формообразующего материала, выбранного из группы: оксид алюминия, оксид циркония, оксид магния, после чего оправку извлекают (авторское свидетельство СССР №1499813, опубл. 27.02.2000, МПК B22F 3/10). Изобретение направлено на повышение технологичности и экономичности способа за счет многократного использования формообразующего материала.A known method of manufacturing porous pipes from refractory materials, including the preparation of the reaction mixture of powders, coaxial placement in the form of a hollow mandrel, molding the workpiece by filling the reaction mixture of powders in the gap between the mold and the mandrel, local ignition of the reaction mixture of the workpiece, and before local ignition, the mandrel cavity is filled with powder a forming material selected from the group: aluminum oxide, zirconium oxide, magnesium oxide, after which the mandrel is removed (copyright certificate in the USSR No. 1499813, publ. 27.02.2000, IPC B22F 3/10). The invention is aimed at improving the manufacturability and economy of the method due to the repeated use of the forming material.

К недостаткам известного способа можно отнести:The disadvantages of this method include:

- низкую механическую прочность крупногабаритных пористых труб, возникающую из-за резкого градиента температур вдоль радиуса трубы в связи с контактом внешней стенки заготовки с внутренней стенкой металлической формы, что приводит к поперечным трещинам в связи с наличием непроницаемых металлических стенок, обуславливающих высокое гидравлическое сопротивление потоку выходящих газов;- low mechanical strength of large-sized porous pipes arising due to a sharp temperature gradient along the radius of the pipe due to the contact of the outer wall of the workpiece with the inner wall of the metal mold, which leads to transverse cracks due to the presence of impermeable metal walls leading to high hydraulic resistance to the flow out gases

- наличие поровой неоднородности в готовом изделии.- the presence of pore heterogeneity in the finished product.

Также известен способ изготовления пористых изделий из порошковых материалов (патент РФ №1790806, опубл. 27.12.1996, МПК B22F 3/10), заключающийся в том, что самораспространяющийся высокотемпературный синтез (СВС) осуществляется в нестационарном режиме, местно инициируя горение так, что фронт горения проходит перпендикулярно выбранному направлению поровых каналов, охлаждая противоположные стороны изделия с различной скоростью.Also known is a method of manufacturing porous products from powder materials (RF patent No. 1790806, publ. 12/27/1996, IPC B22F 3/10), which consists in the fact that self-propagating high-temperature synthesis (SHS) is carried out in a non-stationary mode, locally initiating combustion so that the combustion front passes perpendicular to the selected direction of the pore channels, cooling the opposite sides of the product at different speeds.

К недостаткам известного способа можно отнести:The disadvantages of this method include:

- переменную сквозную пористость в готовом изделии;- variable through porosity in the finished product;

- анизотропию эксплуатационных характеристик, таких как теплопроводность, проницаемость, механическая прочность;- anisotropy of operational characteristics, such as thermal conductivity, permeability, mechanical strength;

- диапазон пористости (45-70)%;- porosity range (45-70)%;

- получение изделия с размером пор менее 100 мкм, что исключает их использование в качестве насадок для газовых горелок.- obtaining products with a pore size of less than 100 microns, which excludes their use as nozzles for gas burners.

Известен способ изготовления пористых труб (преимущественно крупногабаритных) методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (авторское свидетельство СССР №1818880, опубл. 20.07.1996, МПК C22F 1/04). Сущность изобретения заключается в том, что между формой и реакционной смесью дополнительно помещают оправку. В оправку засыпают тугоплавкий материал толщиной не менее 10 мм с размером зерна (0,5-3) мм. Засыпаемый материал имеет температуру плавления выше температуры реакции. Пористость полученного изделия равна 75%. Прочность на разрыв получаемых изделий достигает (0,46-0,5) МПа за счет создания близких условий тепломассопереноса для внутренней и внешней стенок трубы.A known method of manufacturing porous pipes (mainly large) by the method of self-propagating high-temperature synthesis (USSR author's certificate No. 1818880, publ. 07.20.1996, IPC C22F 1/04). The essence of the invention lies in the fact that between the form and the reaction mixture is additionally placed mandrel. Refractory material with a thickness of at least 10 mm and a grain size (0.5-3) mm is poured into the mandrel. The material to be filled has a melting point above the reaction temperature. The porosity of the obtained product is equal to 75%. The tensile strength of the obtained products reaches (0.46-0.5) MPa due to the creation of close heat and mass transfer conditions for the inner and outer walls of the pipe.

К недостаткам известного способа можно отнести:The disadvantages of this method include:

- низкую (экспериментально подтверждена) термостойкость изделия (1000°C);- low (experimentally confirmed) heat resistance of the product (1000 ° C);

- необходимость поддержания инертной атмосферы в процессе горения;- the need to maintain an inert atmosphere during the combustion process;

- невозможность применения данных изделий в качестве каталитических однородных блоков из-за потери стабильности работы катализатора вследствие науглероживания пор в процессе его эксплуатации при переработке газовоздушных смесей.- the impossibility of using these products as homogeneous catalytic blocks due to the loss of stability of the catalyst due to carburization of pores during its operation in the processing of gas-air mixtures.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является способ изготовления крупнопористых огнеупорных труб (патент РФ №2318633, опубл. 10.03.2008, B22F 5/12).The closest in technical essence to the claimed technical solution is a method of manufacturing large-pore refractory pipes (RF patent No. 2318633, publ. 10.03.2008, B22F 5/12).

Сущность изобретения заключается в том, что готовят реакционную смесь на основе алюминия и оксида железа, в которую вводят тугоплавкий компонент и газификатор. В форме коаксиально размещают две оправки различного диаметра, а в центре - теплообменник. Полости между теплообменником и оправкой меньшего диаметра и между внешней оболочкой формы и оправкой большего диаметра заполняют формообразующим материалом и проводят его подпрессовку. Оправки удаляют. Путем подпрессовки заполняют реакционной смесью полости, образовавшиеся после удаления оправок, проводят синтез на воздухе в режиме самоподдерживающегося горения. Получают крупногабаритное металлокерамическое изделие с пористостью до 75%, средним размером пор до 1000 мкм, термостойкостью до 1500°C, пределом прочности на сжатие до 26 МПа.The essence of the invention lies in the fact that a reaction mixture is prepared on the basis of aluminum and iron oxide, into which a refractory component and a gasifier are introduced. Two mandrels of various diameters are coaxially placed in the form, and in the center is a heat exchanger. The cavities between the heat exchanger and the mandrel of a smaller diameter and between the outer shell of the mold and the mandrel of a larger diameter are filled with a forming material and prepressed. Mandrels are deleted. By prepressing, the cavities formed after removal of the mandrels are filled with the reaction mixture and the synthesis is carried out in air in the mode of self-sustaining combustion. A large-sized metal-ceramic product is obtained with a porosity of up to 75%, an average pore size of up to 1000 μm, a heat resistance of up to 1500 ° C, and a compressive strength of up to 26 MPa.

К недостаткам известного способа можно отнести:The disadvantages of this method include:

- конструктивную сложность технологической оснастки, в которой реализуется процесс СВС;- the structural complexity of the technological equipment in which the SHS process is implemented;

- возможность появления на длинномерных изделиях расслоений и разнопористости структуры, связанные с наличием перепада давления в газоотводящем формообразующем материале в центрально-осевом направлении.- the possibility of the appearance on long products of delaminations and heterogeneity of the structure associated with the presence of a pressure drop in the gas discharge forming material in the central axial direction.

Задачей данного изобретения является упрощение способа изготовления высокопористых керамических блоков путем упрощения конструкции технологической оснастки с одновременным повышением выхода качественной длинномерной продукции.The objective of the invention is to simplify the method of manufacturing highly porous ceramic blocks by simplifying the design of tooling while increasing the yield of high-quality long products.

Использование настоящего изобретения обеспечивает следующий технический результат при отношении высоты к диаметру блока до 5:Using the present invention provides the following technical result with a ratio of height to block diameter of up to 5:

- открытая пористость (65-85)%;- open porosity (65-85)%;

- термостойкость от 1500 до 1700°C;- heat resistance from 1500 to 1700 ° C;

- отсутствие расслоений в конечном продукте;- lack of delamination in the final product;

- прочность на сжатие до 50 МПа;- compressive strength up to 50 MPa;

- конструкционное упрощение технологической оснастки при одновременном уменьшении совокупности технологических операций при проведении СВС каталитического блока;- structural simplification of technological equipment while reducing the totality of technological operations during the SHS of the catalytic unit;

- уменьшение себестоимости конечного изделия на 30%.- reduction of the cost of the final product by 30%.

Указанная задача решается, а технический результат достигается тем, что в способе изготовления высокопористых керамических блоков из реакционной смеси, содержащей окислитель и восстановитель, тугоплавкий компонент и газификатор, включающем приготовление реакционной смеси, получение заготовки методом подпрессовки реакционной смеси в формообразующей оправке и самораспространяющийся высокотемпературный синтез блоков на воздухе, согласно изобретению, в состав реакционной смеси вводят жидкое связующее, газифицирующееся при терморазложении, проводят сушку заготовки в формообразующей оправке с последующим извлечением заготовки из нее и отверждение заготовки, а самораспространяющийся высокотемпературный синтез проводят в оправках из огнеупорного газопроницаемого углеродосодержащего материала.This problem is solved, and the technical result is achieved by the fact that in the method of manufacturing highly porous ceramic blocks from a reaction mixture containing an oxidizing agent and a reducing agent, a refractory component and a gasifier, including preparing the reaction mixture, preparing a workpiece by pressing the reaction mixture in a forming mandrel, and self-propagating high-temperature synthesis of blocks in air, according to the invention, a liquid binder is introduced into the composition of the reaction mixture, gasified by thermal decomposition After drying, the billet is dried in a forming mandrel with the subsequent extraction of the billet from it and the curing of the billet, and self-propagating high-temperature synthesis is carried out in mandrels of a refractory gas-permeable carbon-containing material.

При этом:Wherein:

- в качестве жидкого связующего может быть использован (3-5)% водный раствор поливинилового спирта;- as a liquid binder can be used (3-5)% aqueous solution of polyvinyl alcohol;

- спирт вводится в реакционную массу в количестве (19-25)% от массы реакционной смеси;- alcohol is introduced into the reaction mass in an amount of (19-25)% by weight of the reaction mixture;

- сушку заготовки осуществляют на воздухе при температуре (50-70)°C, а отверждение при температуре (120-150)°C в течение (2-3) часов.- the preform is dried in air at a temperature of (50-70) ° C, and curing at a temperature of (120-150) ° C for (2-3) hours.

Изготовление высокопористых керамических блоков из реакционной смеси, содержащей окислитель и восстановитель, тугоплавкий компонент и газификатор путем приготовления реакционной смеси, получение заготовки методом подпрессовки реакционной смеси в формообразующей оправке обеспечивают такой известный технический эффект, как принципиальную возможность синтеза керамического блока методом СВС. При этом одновременно реализуется возможность управления как термостойкостью изделия, так и величиной среднего размера пор за счет подбора гранулометрического размера компонентов реакционной смеси.The manufacture of highly porous ceramic blocks from a reaction mixture containing an oxidizing agent and a reducing agent, a refractory component and a gasifier by preparing the reaction mixture, obtaining a workpiece by prepressing the reaction mixture in a forming mandrel provide such a well-known technical effect as the fundamental possibility of synthesizing a ceramic block by SHS. At the same time, it is possible to control both the heat resistance of the product and the average pore size by selecting the particle size distribution of the components of the reaction mixture.

Введение жидкого связующего, газифицирующегося при терморазложении, обеспечивает такой технический эффект, как принципиальную технологическую возможность подпрессовки реакционной смеси при формировании однородной малопористой заготовки за счет увеличения смачиваемости и адгезивности частиц реакционной смеси друг с другом, с одной стороны, а с другой стороны, обеспечивает такой эффект, как увеличение предела прочности на сжатие образцов однородной пористости номинального размера по сравнению с показателями в прототипе до 2,7 раз.The introduction of a liquid binder, gasified during thermal decomposition, provides such a technical effect as the principal technological possibility of prepressing the reaction mixture when forming a homogeneous low-porous preform by increasing the wettability and adhesion of the particles of the reaction mixture to each other, on the one hand, and on the other hand, provides such an effect as an increase in the compressive strength of samples of homogeneous porosity of the nominal size compared with the figures in the prototype up to 2.7 times.

Сушка заготовки в формообразующей оправке при температуре (50-70)°C обеспечивает такой технический эффект, как принципиальную возможность извлечения крупногабаритной заготовки из оправки за счет радиальной усадки заготовки, а также обеспечивает такой эффект, как ее устойчивость к механическим воздействиям, возникающим при дальнейших технологических манипуляциях с заготовкой в условиях сохранности ее формы и размеров, за счет запускающегося процесса отверждения поливинилового спирта (самосборки макромолекул спирта в разветвленные агломераты), что, в свою очередь, исключает образование трещин и расслоения в заготовке.Drying the workpiece in a forming mandrel at a temperature of (50-70) ° C provides such a technical effect as the fundamental possibility of extracting a large workpiece from the mandrel due to the radial shrinkage of the workpiece, and also provides such an effect as its resistance to mechanical stress arising from further technological manipulations with the workpiece while maintaining its shape and size, due to the starting process of curing polyvinyl alcohol (self-assembly of alcohol macromolecules into branched agl omerates), which, in turn, eliminates the formation of cracks and delamination in the workpiece.

Отверждение заготовки в сушильном шкафу обеспечивает такой технический эффект, как принципиальную возможность изготовления длинномерных заготовок высокопористых керамических блоков, а также обеспечивает такой технический эффект, как принципиальное увеличение их жесткости, что и позволяет формировать заготовки с отношением L/d меньше или равным 5, при одновременном упрощении технологического процесса их дальнейшего передела в высокопористые керамические блоки.The curing of the workpiece in an oven provides such a technical effect as the fundamental possibility of making long workpieces of highly porous ceramic blocks, and also provides such a technical effect as a fundamental increase in their stiffness, which makes it possible to form workpieces with an L / d ratio of less than or equal to 5, while simplification of the technological process of their further redistribution into highly porous ceramic blocks.

Сжигание заготовки в режиме СВС реализуется в оправках из огнеупорного газопроницаемого углеродосодержащего материала соответствующей теплопроводности и пористости, что и позволяет достичь упрощение конструкции технологической оснастки, с одной стороны, а с другой стороны - обеспечивает радиальную фильтрацию газов в процессе горения заготовки, что, в свою очередь, обеспечивает такой технический эффект, как релаксацию термических напряжений системы и однородность размеров поровых каналов, их радиальную ориентацию, отсутствие расслоений по высоте конечного изделия.The burning of the workpiece in the SHS mode is realized in mandrels made of refractory gas-permeable carbon-containing material of the corresponding thermal conductivity and porosity, which allows simplifying the design of technological equipment, on the one hand, and on the other hand, provides radial filtering of gases during combustion of the workpiece, which, in turn, , provides such a technical effect as relaxation of thermal stresses of the system and uniformity of the size of the pore channels, their radial orientation, the absence of separation Nij adjustment of the final product.

На фиг.1 приведена принципиальная схема оснастки для сжигания трубчатой заготовки в режиме СВС, где:Figure 1 shows a schematic diagram of a tool for burning a tubular billet in the SHS mode, where:

1 - внутренняя цилиндрическая оправка;1 - inner cylindrical mandrel;

2 - внешняя цилиндрическая оправка;2 - an external cylindrical mandrel;

3 - поддон из теплоизолирующего материала;3 - a pallet of insulating material;

4 - крышка с центральным отверстием «А»;4 - a cover with a central hole "A";

5 - резистивный электрозапал;5 - resistive elektrozapal;

6 - инициирующий заряд (быстрогорящий, безгазовый);6 - initiating charge (quick-burning, gas-free);

7 - трубчатая заготовка;7 - tubular billet;

8 - пластина малопористая.8 - plate low porosity.

Предлагаемое изобретение иллюстрируются следующими примерами.The invention is illustrated by the following examples.

Пример 1. Готовят реакционную смесь состава, масс.% (см. табл.1): оксид железа - 50; алюминий - 14,2; оксид магния - 25; карбонат кальция - 6; углекислый аммоний - 4,8%; водный раствор поливинилового спирта (5%) - 25 (сверх 100%). Смешивают компоненты и загружают полученную смесь в формообразующую оправку постадийно - отдельными навесками (для изготовления полого цилиндра с внешним диаметром 400 мм, толщиной стенки 40 мм и высотой до 2 м), производят ступенчатую подпрессовку каждой навески усилием не более 5 кг/см2 (при этом сам процесс формования длинномерных заготовок отдельными навесками является ноу-хау авторов, который с высокой надежностью обеспечивает отсутствие расслоений длинномерных блоков по границам технологических навесок после проведения процесса СВС). Осуществляют сушку полученной заготовки непосредственно в формообразующей оправке на воздухе при температуре (50-70)°C. После извлечения заготовки осуществляют процесс отверждения на воздухе при температуре 150°C в течение 2 часов. Для проведения СВС заготовку помещают (см. фиг.1) в полость, образованную внутренней 1 и внешней 2 цилиндрическими оправками из огнеупорного газопроницаемого углеродосодержащего материала, например карбида кремния требуемой пористости, коаксиально расположенных по отношению друг к другу, которые помещают на беспористый поддон 3 из теплоизолирующего материала. Заготовку 7 устанавливают между оправками 1 и 2 с диаметральным зазором (2-4) мм. Запуск СВС осуществляется через центральное отверстие А крышки 4 резистивным электрозапалом 5 путем поджига быстрогорящего безгазового инициирующего заряда 6, который, контактируя с поверхностью трубчатой заготовки 7, зажимается между беспористой подгруженной внешним усилием крышкой 4 и поддерживающей малопористой пластиной 8.Example 1. Prepare a reaction mixture composition, wt.% (See table 1): iron oxide - 50; aluminum - 14.2; magnesium oxide - 25; calcium carbonate - 6; ammonium carbonate - 4.8%; an aqueous solution of polyvinyl alcohol (5%) - 25 (in excess of 100%). The components are mixed and the resulting mixture is loaded into the forming mandrel in stages - in separate portions (for the manufacture of a hollow cylinder with an external diameter of 400 mm, a wall thickness of 40 mm and a height of up to 2 m), a step-by-step prepressing of each portion with an effort of not more than 5 kg / cm 2 is performed (at This process of forming lengthy workpieces with individual webs is the know-how of the authors, which with high reliability ensures the absence of stratification of long blocks along the borders of technological hangings after the CB process ). The resulting preform is dried directly in the forming mandrel in air at a temperature of (50-70) ° C. After removing the preform, the curing process is carried out in air at a temperature of 150 ° C for 2 hours. To conduct SHS, the preform is placed (see Fig. 1) in a cavity formed by inner 1 and outer 2 cylindrical mandrels of refractory gas-permeable carbon-containing material, for example, silicon carbide of the required porosity, coaxially arranged with respect to each other, which are placed on a non-porous tray 3 of heat insulating material. The workpiece 7 is installed between mandrels 1 and 2 with a diametrical clearance of (2-4) mm. The SHS is launched through the central hole A of the cover 4 by a resistive electric valve 5 by igniting a quick-burning gas-free initiating charge 6, which, in contact with the surface of the tubular billet 7, is clamped between the non-porous loaded external force cover 4 and the supporting low-porous plate 8.

Таблица 1Table 1 Состав реакционной смесиThe composition of the reaction mixture Наименование компонентаComponent Name Содержание компонента, масс.%The content of the component, wt.% Оксид железа (Fe2O3)Iron Oxide (Fe 2 O 3 ) 50fifty Алюминий (Al)Aluminum (Al) 14,214.2 Оксид магния (MgO)Magnesium Oxide (MgO) 2525 Карбонат кальция (CaCO3)Calcium Carbonate (CaCO 3 ) 66 Углекислый аммоний (NH4HCO3)Ammonium carbonate (NH 4 HCO 3 ) 4,84.8 5% водный раствор поливинилового спирта (сверх 100%)5% aqueous solution of polyvinyl alcohol (in excess of 100%) 2525

Получают крупногабаритное огнеупорное металлокерамическое изделие в виде трубы с пористостью 70%, средним размером пор 1000 мкм, термостойкость до 1500°C, пределом прочности на сжатие до 26 МПа.A large-sized refractory cermet product is obtained in the form of a pipe with a porosity of 70%, an average pore size of 1000 μm, heat resistance up to 1500 ° C, and compressive strength up to 26 MPa.

Огнеупорный вспененный газопроницаемый углеродсодержащий материал, используемый в качестве оправок при осуществлении СВС, должен удовлетворять требованиям по эффективной теплозащите и малому гидравлическому сопротивлению газовому потоку в радиальном направлении при осуществлении процесса СВС. Например, вместо карбида кремния можно использовать материал, содержащий (12-20) масс.% карбида кремния, (25-51) масс.% кианита и минеральные наполнители - остальное. Подобные материалы имеют следующие характеристики: пористость - (60-81) %, теплопроводность при 20°C (0,08-0,18) Вт/м × К, термостойкость - (1400-1700)°C.Refractory foamed gas-permeable carbon-containing material used as mandrels in the implementation of SHS must meet the requirements for effective thermal protection and low hydraulic resistance to gas flow in the radial direction during the SHS process. For example, instead of silicon carbide, you can use a material containing (12-20) wt.% Silicon carbide, (25-51) wt.% Kyanite and mineral fillers - the rest. Such materials have the following characteristics: porosity - (60-81)%, thermal conductivity at 20 ° C (0.08-0.18) W / m × K, heat resistance - (1400-1700) ° C.

Пример 2. Способ осуществляют в технологической оснастке по примеру 1 при использовании реакционной смеси состава, масс.% (см. табл.2): оксид никеля - 48,62; алюминий - 6,25; магний - 8,05; оксид алюминия - 18,75; карбонат кальция - 2,08; сахар - 16,25; водный раствор поливинилового спирта (5%) - 25 (сверх 100%).Example 2. The method is carried out in the tooling of example 1 when using the reaction mixture composition, wt.% (See table 2): nickel oxide - 48.62; aluminum - 6.25; magnesium - 8.05; aluminum oxide - 18.75; calcium carbonate - 2.08; sugar - 16.25; an aqueous solution of polyvinyl alcohol (5%) - 25 (in excess of 100%).

Таблица 2table 2 Состав реакционной смесиThe composition of the reaction mixture Наименование компонентаComponent Name Содержание компонентов, масс.%The content of components, wt.% Оксид никеля (NiO)Nickel Oxide (NiO) 48,6248.62 Алюминий (Al)Aluminum (Al) 6,256.25 Магний (Mg)Magnesium (Mg) 8,058.05 Оксид алюминия (Al2O3)Alumina (Al 2 O 3 ) 18,7518.75 Карбонат кальция (CaCO3)Calcium Carbonate (CaCO 3 ) 2,082.08 Сахар (C12H22O11)Sugar (C 12 H 22 O 11 ) 16,2516.25 5% водный раствор поливинилового спирта (сверх 100%)5% aqueous solution of polyvinyl alcohol (in excess of 100%) 2525

Получают крупногабаритное огнеупорное металлокерамическое изделие в виде трубы с пористостью 80%, средним размером пор 1500 мкм, термостойкость до 1700°C, пределом прочности на сжатие до 50 МПа.A large refractory ceramic-metal product is obtained in the form of a pipe with a porosity of 80%, an average pore size of 1500 μm, heat resistance up to 1700 ° C, and compressive strength up to 50 MPa.

Использование всех существенных признаков заявляемого технического решения позволяет получать длинномерные изделия в форме трубы с отношением длины к диаметру меньше или равным 5, с открытой пористостью (65-85)%, имеющей экспериментально определенное среднее значение сечения пор от 0,25 мм до 2 мм, обеспечивающих термостойкость до 1700°C, прочность на сжатие от 0,5 до 50 МПа.Using all the essential features of the claimed technical solution allows to obtain long products in the form of a pipe with a ratio of length to diameter less than or equal to 5, with open porosity (65-85)%, having an experimentally determined average value of the pore cross section from 0.25 mm to 2 mm, providing heat resistance up to 1700 ° C, compressive strength from 0.5 to 50 MPa.

Claims (4)

1. Способ изготовления высокопористого керамического блока из реакционной смеси, содержащей окислитель, восстановитель, тугоплавкий компонент и газификатор, включающий приготовление реакционной смеси, получение заготовки методом подпрессовки реакционной смеси в формообразующей оправке и самораспространяющийся высокотемпературный синтез на воздухе, отличающийся тем, что в состав реакционной смеси дополнительно вводят жидкое связующее, газифицирующееся при терморазложении, проводят сушку заготовки в формообразующей оправке с ее последующим извлечением и отверждение заготовки, а самораспространяющийся высокотемпературный синтез проводят в оправках из огнеупорного газопроницаемого углеродосодержащего материала.1. A method of manufacturing a highly porous ceramic block from a reaction mixture containing an oxidizing agent, a reducing agent, a refractory component and a gasifier, including preparing the reaction mixture, preparing a workpiece by prepressing the reaction mixture in a forming mandrel and self-propagating high-temperature synthesis in air, characterized in that the composition of the reaction mixture additionally, a liquid binder is introduced, gasified during thermal decomposition, and the workpiece is dried in a forming mandrel with the next extraction and curing of the workpiece, and self-propagating high-temperature synthesis is carried out in mandrels of refractory gas-permeable carbon-containing material. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве жидкого связующего используют 3-5% водный раствор поливинилового спирта.2. The method according to claim 1, characterized in that as a liquid binder use 3-5% aqueous solution of polyvinyl alcohol. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что раствор поливинилового спирта вводят в реакционную массу в количестве 19-25 мас.% от массы реакционной смеси.3. The method according to claim 2, characterized in that the solution of polyvinyl alcohol is introduced into the reaction mass in an amount of 19-25 wt.% By weight of the reaction mixture. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что сушку заготовки осуществляют на воздухе при температуре 50-70°C, а отверждение осуществляют при температуре 120-150°C в течение 2-3 часов. 4. The method according to claim 1, characterized in that the billet is dried in air at a temperature of 50-70 ° C, and curing is carried out at a temperature of 120-150 ° C for 2-3 hours.
RU2013120870/02A 2013-05-06 2013-05-06 Method for manufacturing high-porous ceramic blocks RU2533510C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013120870/02A RU2533510C1 (en) 2013-05-06 2013-05-06 Method for manufacturing high-porous ceramic blocks

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013120870/02A RU2533510C1 (en) 2013-05-06 2013-05-06 Method for manufacturing high-porous ceramic blocks

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013120870A RU2013120870A (en) 2014-11-20
RU2533510C1 true RU2533510C1 (en) 2014-11-20

Family

ID=53380881

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013120870/02A RU2533510C1 (en) 2013-05-06 2013-05-06 Method for manufacturing high-porous ceramic blocks

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2533510C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1992013977A1 (en) * 1991-01-30 1992-08-20 Moltech Invent Sa Composite electrode for electrochemical processing and method for preparation by combustion synthesis without a die
RU2175904C2 (en) * 2000-02-25 2001-11-20 Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН Method for making porous material and material made by such method
RU2213645C2 (en) * 2001-09-05 2003-10-10 Вишняков Анатолий Васильевич Cellular-carcass material with open-pore structure and method for making it
EP1555254A1 (en) * 2002-10-23 2005-07-20 Ngk Insulators, Ltd. Method for manufacturing porous honeycomb structure and honeycomb body
RU2318633C1 (en) * 2006-05-30 2008-03-10 Томский научный центр СО РАН Method for manufacturing refractory large-pore tubes

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1992013977A1 (en) * 1991-01-30 1992-08-20 Moltech Invent Sa Composite electrode for electrochemical processing and method for preparation by combustion synthesis without a die
RU2175904C2 (en) * 2000-02-25 2001-11-20 Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН Method for making porous material and material made by such method
RU2213645C2 (en) * 2001-09-05 2003-10-10 Вишняков Анатолий Васильевич Cellular-carcass material with open-pore structure and method for making it
EP1555254A1 (en) * 2002-10-23 2005-07-20 Ngk Insulators, Ltd. Method for manufacturing porous honeycomb structure and honeycomb body
RU2318633C1 (en) * 2006-05-30 2008-03-10 Томский научный центр СО РАН Method for manufacturing refractory large-pore tubes

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013120870A (en) 2014-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5592686A (en) Porous metal structures and processes for their production
CN102101785B (en) Double-scale silicon carbide foam ceramic material and preparation method thereof
Cheng et al. Fabrication of W–20 wt.% Cu alloys by powder injection molding
US6254998B1 (en) Cellular structures and processes for making such structures
CN106830942B (en) Porous B4C ceramic skeleton and its freezing injection moulding process
US5167885A (en) Method for making sintered bodies
Akpinar et al. In situ mullite foam fabrication using microwave energy
Akpinar et al. Microwave assisted sintering of in-situ cordierite foam
US9828481B2 (en) Method of manufacturing porous ceramic body and composition for porous ceramic body
Yuan et al. Fabrication and microstructure of porous SiC ceramics with Al2O3 and CeO2 as sintering additives
CN111153711A (en) Foamed ceramic with high fire resistance limit and capable of being rapidly cooled and preparation method thereof
CN108793911B (en) Method for preparing magnesium lightweight aggregate by foaming method
CN102643095A (en) SiC honeycomb ceramics material and preparation method thereof
RU2533510C1 (en) Method for manufacturing high-porous ceramic blocks
US5427721A (en) Method of making microcellular ceramic bodies
US8524147B2 (en) Powder green compact, sintered compact and processes for producing them
JP2019508662A (en) Method of manufacturing latent heat storage and latent heat storage
JPH0436117B2 (en)
RU2610482C1 (en) Method for obtaining porous aluminium oxide ceramics
CN112062647B (en) Explosive compression molding process
RU2641358C2 (en) Method of obtaining technological trainings of ceramic articles from silicon nitride
CN109608188B (en) Anti-burning coking zirconium phosphate porous ceramic and preparation method thereof
RU2540674C2 (en) Method of making articles from silicon nitride
Hanna et al. Oxidation resistance, compressive strength and thermal shock resistance of SiC ceramics prepared by two processing routes
CN112479687A (en) Ceramic 3D printed product and degreasing and roasting integrated process method thereof

Legal Events

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

Effective date: 20190507