SU1129192A1 - Способ изготовлени огнеупорных изделий - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОГНЕУПОРНЫХ ИЗДЕЛИЯ путем прессовани  . массы, включающей аэросил, модифициФованньй аммиаком или его органопроизводными , и утлеродсодержащее кварцевое стекло, сушки, о т л ич а ю щ и и с   тем, что, с целью упрощени  технологии и получени  крупногабаритных легковесных изделий с высокой мез а№1ческой прочностью и низкой теплопроводностью , в массу дополнительно ввод т кварцевое волокно и издели  прессуют из массы, содержащей,мае.%: АэрОСЛЛ, М.ОДИФИЦИ1рованн1 й . аммиаком или органопроизводными 76-89,7 tf) Углеродсодержащее . кварцевое стеклоЮг20 С Кварцевое волокно О,3-4

Description

Изобретение относитс  к ползгчению легковесных материалов на основе двуокиси кремни , которые могут применитьс  дл  изгот.овлени  элементов тепловой или коррозионной защиты в химическом мап1инострое ши, металлургии, криогенной технике Известен способ получени  пенокварцевой керамики путем смешени  суспензии кварцевого стекла с пенообразователем и дальнейишм формова .кием из полученной пеномассы отливок , их сушки и спекани . Дл  снижени  плотности в состав суспензии ввод т добавки сульфата аммони  и водньй раствор поливинилового спирта ., .Спека ше керамики осуществл ют 1280-1320°С lj. при температуре Недостатками способа  вл ютс  сложность технологического приготов лени  пеномасс, а также невысокие теплоизол ционные и прочностные характеристики материала, обусловленные его пористой структурой. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ изготбвл ни  огнеупорных изделий путем прессовани  заготовок объемом 40-100 см из порошкообразной массы, включающей аэр сил, модифицированный аммиаком или его органопроизводными, и углеродсодержащее кварцевое стекло, и сушки (2). Недостатками указанного способа -ЯВЛЯЮТСЯ невозможность .непосредстве ного формовани  из пирогенной двуок си кремни  - аэросила, обработанног аммиаком или его органопроизводными объемных легковесньк теплоизол цион ных изделий с повышенной мехашгаеск прочностью и низкой теплопроводност так как при высупп вании формовок, полученных прессованием увлажненной шихты, возникают поверхностные силы . ст гивающие частицы друг к Другу,чт в целом приводит к усадке и растрес киванию заготовок. Кроме того, формовки имеют недостаточно высокую степень интегральной черноты (0,30 ,45) и  вл ютс  прозрачньлда дл  ЙК-лучей, особенно в интервале длин волн 4-0,5 мкм,, поэтому легковесные формовки характеризуютс  недостаточ но низкой теплопроводностью при температурах выпе , а также сложностью технологии, предусматривающей обжиг заготовок. 922 Цель изобретени  - упрощение тек-. нологии и получение крупногабаритных легковесных изделий с высокой механической прочность;о и низкой теплопроводностью . Поставленна  цоль достигаетс  тем, что согласно способу изготовлени  огнеупорных изделий путем прессовани  массы, включающей азросил, модифицированный аммиаком или его органопроизводными, и углеродсодержащее кварцевое стекло, сушки, в массу дополнительно ввод т кварцевое волокно и издели  прессуют из массы, содержащей, мас.%: Аэросил, модифицированный аммиаком или его органопроизводными 76-89,7 Углеродсодержащее (Кварцевое стекло 10-20 Кварцевое волокно 0,3-4 В качестве пирогенной двуокиси используют предпочтительно высокодисперсную Двуокись кремни  - аэросил. Удельна  поверхность частиц 150-400 . Обработку двуокиси кремни  аммиаком или его органопроизводными осуществл ют как парофазным, так и жидкофазным методами. Такое модифицирование двуокиси кремни  можно осуществл ть перед смешением компонентов или непосредственно на стадии замешивани  шихты. В результате парофазной или жидкофазной обработки аммиак или амин посредством водородной св зи взаимодействует с гидратно-гидроксильным покровом SiO, и образует гидроили органоаммонй . окиси аммони  Адсорбированные молекулы нос т основной-, характер и способствуют в случае увлажнени  порошков поверхностному растворению двуокиси рфемни  и образованию кремнекислоты..При высушивании опрессованных изделий происходит обратньй процесс - полимеризаци  кремнекислоты котора  сшивает частицы двуокиси кремни  в местах их соприкосновени , а это увеличивает механическую прочность материала. Введение в состав шихты кварцевого волокна устран ет растрескивание ; ползгчаемого легковесного материала и улучшает формование. Снижение концентрации кварцевого волокна

ниже 0,3%, нерационально, так как при неравномерном распределении волокон возможно образование участков или объемов, не содержащих волокнистой добавки. Повьшение. содержани  ;волокна выше 4 мае..; ухудшает процесс формовани , так как из-за упругого последстви  происходит расслаивание , прессовок.

Используемое в качестве добавки углеродсодержащее стекло получают спеканием в инертной атмосфере пористых аэрогелей) пропитанных газообразными органохлорсиланами диметилдихлорсиланом , триметилхлорсиланом . При спекании происходит пиролиз углеводородных радикалов. Образующийс  углерод равномерно распредел етс  в объеме спеченного стекла. В зависимости от концентрации капсулированного,углерода мен етс  степень черноты кварцевого стекла и может составл ть 6,6-0,85 соответственно при 0,5-3% веса углерода. Углеродсодержащее кварцевое стекло, облада  высокой степенью черноты на уровне известных теплоотражающих добавок, имеет наименьшую удельную плотность (р 2,22 г/см) и не вызьшает кристаллизацию высокодисперсной кремнеземной составл ющей при температуре 90-1100 С. Тогда как известные добавки, особенно окислы железа, карбид кремни , вызывают кристаллизацию Si02 уже при температуре 800-900 С, тем самым снижа  прочностные свойства мате- . риала.

Увеличение содержани  тонкоизмельченного углеродсодержащего кварцевого стекла в шихте выше 20% нецелесообразно в св зи с ут желением материала.. Уменьшение соХ ржани  урлеродсодержащего стекла ниже.10% малоэффективно дл  достижени  постав ленной цели. .

Полученньй материал обладает повьшенной температурной устойчивостью . Нагрев материала до 1100 С не приводитк изменению размеров прессовок из-за миграции, частиц. У

Така  высока  температурна  устойчивость материала, св зана с образованием в.процессе:сушки прочт ной. св зи частицаь01 SiOn в виде перемычек.

IT р и м е р -1. Двуокись :. НИН -.. аэросип марки А 380 (удельна  поверхность 388 ) запаривают 1ч в электрообогрева.емом реакторе аммиаком при 350 С и дав: - лении 0,2 -кг/см . /г Приготовленные компоненты 76 мас.% двуокиси кремни , 20% тон- коизмельченного (размер частиц 0,55 мкм) углеродсодержащего кварцевого стеклу с интегральной степенью черноты-0,85, 4 мас.% супертонкого штапельного кварцевого волокна загружают в высокооборотный смеситель , в который при непрерывном перемешивании массы ввод т 40 мас.% по отношению к твердым частицам дистиллированной воды. Увлажненную массу при помощи разборной пресс-формы прессуют поддавлением 20 кг/см . Отформованные прессовки размером 40,0- 40,0- 5 см сушат з камерной cyrainKe при 120°С 10 ч. Высушенный легковесный материал имеет гомогенную тонкодисперсную структуру.

Пример 2. 83 мас.% двуокиси кремни  аэросила марки- А-300 (удельна  поверхность 306 ), 15 мас.% тонкоизмельченного угле- родсодержащего кварцевого стекла с интегральной степенью черноты 0,82 м, 2 мас.% супертонкого штапельного кварцевого волокна загружают в высокооборотный смеситель,в которьй при непрерывном перемещиваНИИ массы ввод т 40 мас.% по отношению к твердым частицам водного раствора аммиака (рИ 10,5). Увлажненную массу при помощи разборной пресс-формы прессуют под давлением 30 кг/см.Отформованные прессовки 50 505 см сушат в камерной сушилке при 14 ч.

Высушенный легковесньй материал имеет гомогенную тонкодисперсную . структзфу.

Пример 3. 89,7 мас.% двуокиси кремни  азросила марки Л-175

(удельна  поверхность 172 ), 10 мас.% тонкоизмельченного угле- родсодержащего кварцевого стекла с интегральной степенью черноты 0,85, 0,3 мас.% супертонкого шта-

пельного кварцевого волокна загружают в  ысокооборотный смеситель, в который .при непрерьшном перемешивании массы ввод т 40 мас.% по рТ11ошепи|6 к твердым частицам водного раствора этилендиамина рН 9,5).Уйлажненную массу при помощи разборной npecc- opMii ttpecсуит поп давлением 50 кг/см. 0тФОрмовАйИые прессовки 20-Ю 5 см сушат в ммериой сушилке при 14 ч. 26 В таблице приведены характеристик i ки материалов, полученных предлаг аемым способом.j Таким образом, Ьпособ позвол ет без спекани  формовок Получать легковесный, материал с повышенной механической прочностью и предельно низкой теплопроводностью.

а

«ч

о

о

i Г Г

О о

m о g §

со тсо «sT о о

о о

Ш 00

о о

1Л

со

f

о

оо

inо

чо

«м

vO

п

о ю

о

fO

м

.

о

еч

Claims (1)

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОГНЕУПОРНЫХ ИЗДЕЛИИ путем прессования массы, включающей аэросил, модифици· ;рованньй аммиаком или его органопроизводными, и утлеродсодержащее кварцевое стекло, сушки, о т л ич а ющ ий с я тем, что, с цепью упрощения технологии и получения крупногабаритных легковесных изделий с высокой мекйнической прочностью и низкой теплопроводностью, в массу дополнительно вводят кварцевое волокно и изделия прессуют из массы, содержащей,мае.%: ’Аэросил, модифицированный . аммиаком или органопроизводными 76-89,7 Углеродсодержащее .

   кварцевое стекло 10т20

   Кварцевое волокно О,3-4

   SU _null?9192