SU1321711A1

SU1321711A1 - Binder

Info

Publication number: SU1321711A1
Application number: SU853993707A
Authority: SU
Inventors: Дмитрий Иванович Медведев; Надежда Павловна Шишко; Наталья Яковлевна Дубова; Вячеслав Владимирович Шевчук
Original assignee: Белорусский технологический институт им.С.М.Кирова
Priority date: 1985-12-24
Filing date: 1985-12-24
Publication date: 1987-07-07

Abstract

Изобретение относитс к жаропрочным кислотоупорным и токопровод щим цементам и может быть использовано в технике высоких температур в различньгх-облас- т х народного хоз йства: в химической промышленности, металлургии и электротехнике. Цель изобретени - снижение температуры отверждени , повьшение гидролитической устойчивости , увеличение механической и адгезионной прочности. В жущее имеет следующий состав, мас.%: ортофосфорна кислота 35-451 порошок твердого раствора оксидов цинка и магни 5-15; карбонитрид титана - остальное. 1 табл. (/)The invention relates to heat-resistant acid-resistant and conductive cements and can be used in the technique of high temperatures in various national households: in the chemical industry, metallurgy and electrical engineering. The purpose of the invention is to reduce the curing temperature, increase the hydrolytic stability, increase mechanical and adhesive strength. The binder has the following composition, wt%: orthophosphoric acid 35-451 solid solution powder of zinc oxides and magnesium 5-15; titanium carbonitride - the rest. 1 tab. (/)

Description

11321711/11321711 /

1;1зобретение относитс к ;каропроч-- номерно в объеме в жущего. Это привоным , кислотоупорным и токопровод щим цементам и может быть использовано в технике высоких температур в различных област х народного хоз йства; в химической промышленности, металлургии и электротехнике о1; 1, the invention relates to; caroprost-- numbered in volume to the merchant. This is a strong, acid-resistant and conductive cement and can be used in high-temperature engineering in various areas of the national economy; in the chemical industry, metallurgy and electrical engineering

Цель изобретени - снижение температуры отвергадени в жущего, повышение гидролитической устойчивости увеличение механической и адгезионной прочности,The purpose of the invention is to reduce the temperature of otgadneni to a trafficker, increase hydrolytic stability, increase mechanical and adhesive strength

Получение кислотоупорного в жущего на основе ортофосфорной кислоты и ультрадисперсного карбонитрида титана основано на взаимодействии TiCN с кислотой при нагревании до соответствующих температур (300-350 С).. При этом часть карбонитрида титана расходуетс на нейтрализацию фосфорной кислоты с образованием аморфных фосфатов титана, а избыток TiCN выступает в качестве электропроводного наполнител , В этом случае в жуща композици состоит из агрегатов наполнител (TiCN), включенных в массу коллоидных новообразований, состо щих из фосфатов титана переменного состава,Production of acid-resistant into a carrier based on orthophosphoric acid and ultradispersed titanium carbonitride is based on the interaction of TiCN with acid when heated to appropriate temperatures (300-350 ° C). At that, part of titanium carbonitride is spent on neutralizing phosphoric acid to form amorphous titanium phosphates, and an excess of TiCN acts as an electrically conductive filler. In this case, the binding composition consists of aggregates of filler (TiCN) included in a mass of colloidal neoplasms consisting of phosphates tan of variable composition,

Применение порошкообразного твердого раствора оксидов цинка и магни обусловлено следующим, Калудый изThe use of a powdered solid solution of zinc oxides and magnesium is due to the following, Kaludy from

этих оксидов обладает большой .реакционной способностью по отношению к Н РО, Поэтому введение оксидов цинка и магни в виде механической смеси приводит к получению нетехно-логичной , быстросхватывающейс композиции , в результате чего образуетс these oxides have a high reactivity with respect to H PO; Therefore, the introduction of zinc and magnesium oxides in the form of a mechanical mixture results in a non-technological, fast-setting composition, resulting in

неоднородна масса, после затвердевани которой цементный камень характеризуетс неупор доченной структурой , с низкими прочностными показател ми .a heterogeneous mass, after hardening of which the cement stone is characterized by a disordered structure, with low strength properties.

Введение обожженпых ZnO и MgO (; целью уменьшени реакционной способности ) в виде механической смеси не приводит к достижению поставленной цели, несмотр на некоторое снижепие реакционной способности оксидов. ВThe introduction of calcined ZnO and MgO (; the goal of reducing reactivity) in the form of a mechanical mixture does not lead to the achievement of the goal, despite a decrease in the reactivity of oxides. AT

св зи с тем, что оксид цинка химичес- due to the fact that zinc oxide is a chemical

ки более активен, чем оксид магни , Пример 1. Дл получени токоон первым вступает во взаимодействиепровод щего в жуш,его 20 г (45%) карс кислотой, после чего H.jPO реагиру-бонитрида титана (й,,„ 20+2,0 )ki is more active than magnesium oxide. Example 1. To obtain a tocoon, it first interacts with conductive ground, its 20 g (45%) carc acid, after which H. jPO reacts with titanium bonitride (i, 20 + 2, 0)

ет с оксидом магни . Таким образом,смешивают с 4,44 ) (10%) твердогоem with magnesium oxide. Thus, mixed with 4.44) (10%) solid

образовавшиес в результате взаимо-раствора ZnO MgO, который получаютresulting from the inter-solution of ZnO MgO, which is obtained

действи фосфаты пинка а затем ипутем спекани тщательно приготовленфосфаты магни распредел ютс нерав-ной смеси гк;ро1 К(,н оксидов цинка иaction of pink phosphates and then, by sintering, carefully prepared magnesium phosphates are distributed to an unequal mixture rk; po1 K (, n zinc oxides and

номерно в объеме в жущего. Это привоnumbered in volume to the ghost. This lead

5five

00

5five

дит к образованию неоднородной структуры цементного камн и нестабильности механических и электрофизических свойств,leads to the formation of a heterogeneous structure of cement stone and the instability of mechanical and electrophysical properties,

Использование твердого раствора ZnO-MgO существенно сни:кает активность системыд так как в твердом растворе ZnO и MgO тер ют свои индивидуальные свойства. Поэтому введение твердого раствора в композицию преп тствует быстрому схватыванию системы, При этом твердый раствор взаимодействует с кислотой с образованием одновременно фосфатов цинка и магни , равномерно распределенных по всему объему цементного камн , способству получению упор доченных, мелкокристаллических структур, обладающих повьшен- ной механической прочностью и адгезией .The use of the ZnO-MgO solid solution significantly reduces the activity of the sys tems since, in the solid solution, ZnO and MgO lose their individual properties. Therefore, the introduction of a solid solution into the composition prevents the system from setting quickly. At the same time, the solid solution interacts with the acid to form both zinc and magnesium phosphates, evenly distributed throughout the cement stone, helping to obtain orderly, fine-crystalline structures that have enhanced mechanical strength and adhesion.

Введение в состав в жущего раствора ZnO MgO, имеющего значительно большую химическую активность по сравнению с карбонитридом титана, приводит к взаимодействию его с ортофос- форной кислотой при более низких температурах , при которых TiCN не реагирует с кислотой. Поэтому карбонитрид титана полностью превращаетс в наполнитель ,, обеспечивающий электропроводные свойства при меньшем его расходе . В жущее в этом случае состоит из агрегатов Т1СМ„ включенных в массуThe introduction of a ZnO MgO solution into the composition, which has a significantly higher chemical activity compared to titanium carbonitride, leads to its interaction with orthophosphoric acid at lower temperatures, at which TiCN does not react with the acid. Therefore, titanium carbonitride is completely converted into filler, which provides electrically conductive properties with less consumption. In this case, it consists of T1CM units “included in the mass

5 коллоидных обсазований,, состо щих из фосфатов цикка и магни ,5 colloidal precipitations, consisting of phosphate cyclic and magnesium,

Таким образом, з результате взаимодействи ZnO-MgO с ортофосфорной кислотой в жущее отверждаетс приThus, from the reaction of ZnO-MgO with orthophosphoric acid, the substance hardens at

0 00-550° С, Дл придани ему водостой- .рг /ги и увеп Л - .ei-ii-iP. механической и адгезионной прочности необходима дальнейша термообработка до 200- 250°С.0 00-550 ° C, for imparting water-resistance to it, and upe L -. Ei-ii-iP. mechanical and adhesive strength requires further heat treatment to 200-250 ° C.

5 Следовательно, изобретение позвол ет снизить температуру отверждени в жущего, повысить его гидролитичес-.: кую устойчивость, механическую и ад- Г взиопную прочность, а также снизить5 Therefore, the invention makes it possible to reduce the curing temperature of the substance, to increase its hydrolytic stability, mechanical and adhesion, and also to reduce

0 расход электропровод щего наполните00 electrically conductive flow rate fill 0

31 31

магни в соотношении 1:1 при 1400 С, с последующим помолом до удельной поверхности 4 м /г.magnesium in the ratio of 1: 1 at 1400 C, followed by grinding to a specific surface of 4 m / g.

Порошковидную часть, состо щую из смеси ZnO MgO и TiCN, небольшими порци ми затвор ют в 20 г (45%) орто- фосфорной кислоты (р 1,74 г/см ), Одну часть тщательно перемешанной массы укладывают во фторпластовые формы , а другую часть используют дл склеивани внахлест подложек из окис- ной керамики размером 10x30x5 мм, Все образцы подвергают термообработке до 250 с со скоростью 20 град/ч.The powder part consisting of a mixture of ZnO MgO and TiCN is closed in small portions in 20 g (45%) of orthophosphoric acid (p 1.74 g / cm). One part of the thoroughly mixed mass is placed in fluoroplastic forms, and the other a part is used for gluing overlapping substrates of oxide ceramics with a size of 10x30x5 mm. All samples are heat treated for up to 250 s at a rate of 20 deg / h.

После естественного охлаждени образцы извлекают из форм и исследуют их физико-химические свойства.After natural cooling, the samples are removed from the forms and their physicochemical properties are examined.

Гидролитическую устойчивость цементного камн определ ют по количеству свободной P. вьщелившейс в растворе при кип чении образцов.The hydrolytic stability of the cement stone is determined by the amount of free P. leaked in solution during boiling of the samples.

Адгезию определ ют при разрыве склеенных керамических подложек на разрывной матине.Adhesion is determined by breaking the glued ceramic substrates on a breaking mat.

Образцы в жущего, отформованные в виде кубиков 10x10x10 мм, используют дл установлени прочности на сжатие на прессе.The live samples, molded in cubes of 10x10x10 mm, are used to establish compressive strength on the press.

Технологические услови получени и физико-химические свойства цемент- него камн приведены в таблице.The technological conditions of production and the physicochemical properties of cement stone are given in the table.

Из данных таблицы следует, что в предлагаемых оптимальных соотношени х исходных компонентов покрытие обладает невысокой температурой отвержде- ни (200-250°С), повышенной гидролитической устойчивостью (99,0-99,9%), адгезией к окисной керамике (7- 12 МПа) и прочностью на сжатие (60- 70 МПа), а также низкими значени ми From the data of the table, it follows that in the proposed optimal ratios of the initial components, the coating has a low curing temperature (200-250 ° C), increased hydrolytic stability (99.0-99.9%), adhesion to oxide ceramics (7-12 MPa) and compressive strength (60- 70 MPa), as well as low values

711 4711 4

удельного электросопротивлени (2-10 9 10 Ом-м).electrical resistivity (2-10 9 10 ohm-m).

Несоблюдение оптимальных условий (примеры 7 и 8)- характеризуетс ухудшением указанных свойств. Увеличение расхода электропровод щего наполнител и снижение содержани порошка твердого раствора ZnO MgO (пример 7) приводит к увеличению свободной кис- лоты, что снижает гидролитическую устойчивость до 90,2%, Адгези и прочность на сжатие из-за уменьшени количества св зующего падает до 3 и 50 МПа соответственно,Non-observance of optimal conditions (examples 7 and 8) is characterized by deterioration of the specified properties. An increase in the consumption of an electrically conductive filler and a decrease in the powder content of a solid solution of ZnO MgO (Example 7) leads to an increase in the free acid, which reduces the hydrolytic stability to 90.2%. The adhesion and compressive strength decrease to 3%. and 50 MPa respectively

У в жущего с повьш1енным содержанием св зующего и с уменьшенньм расходом наполнител удельное электросопротивление возрастает до 810 Ом.м. Такое в жущее имеет пониженные адгезию (6,1 МПа) и прочность на сжатие (55 МПа),For a binder with a higher binder content and with a reduced filler consumption, the specific resistivity increases to 810 Ωm. This sting has reduced adhesion (6.1 MPa) and compressive strength (55 MPa),

Claims

Invention Formula

Consisting of orthophosphoric acid and titanium carbonitride, this is: in order to lower the curing temperature, increase hydrolytic stability, increase mechanical and adhesive strength, it additionally contains a powder of a solid solution of zinc oxides and magnesium in the following ratio of components , wt.%:

Orthophosphorus

acid35-45

Solid powder

oxide solution

zinc and magnesium 5-15

Caponitpid titanium Else