SU697471A1 - Шихта дл изготовлени легковесного огнеупорного материала - Google Patents

Description

( 54) ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛЕГКОВЕСНОГО ОГНЕУПОРНОГО МАТЕРИАЛА

Изобретение относитс  к области получени  легковесных огнеупорных материалов на основе карбида кремни  и может быть использовано дл  изготовлени  пористых изделий дл  фильтрации газов, высокопрочного но сител  катализатора, термостойких изделий дл  футеровки печей, котло летательных аппаратов. Известна шихта дл  изготовлени  легковесного огнеупорного материал 1, содержаща , вес.%; Карбид кремни 50-60 Нитевидные кристаллы муллита30-40 Ортофосфорна  кислота8-10 Недостатком шихты данного состана  вл етс  то, что изготовленный из нее материал имеет высокую кажущуюс  плотность - 1,9-2,2 г/см, кр ме того, введение в состав шихты нитевидных кристаллов муллита и ортофосфорной кислоты усложн ют процесс изготовлени  материала и значи тельно увеличивает себестоимость из делий, в процессе службы муллита и Ортофосфорна  кислота разлагает карбид кремни , в результате, чего стойкость материала снижаетс . Наиболее близким техническим решением к предлагаемому  вл етс  шихта 2 следующего состава, вес.%: Карбид кремни  Нефт ной кокс Недостатком легковесного материала , полученного из данной шихты,  вл етс  его мала  механическа  прочность и термостойкость, что не позвол ет использовать его дл  футеровки поверхностей, подвергающихс  в процессе эксплуатации значительным прочностньм воздействи м и резкому перепаду температур. Цель насто щего изобретени  - повышение механической прочности и термостойкости . Поставленна  цель достигаетс  за счет того, что шихта дл  изготовлени  егковесного огнеупорного материала, ключающа  карбид кремни  и углерод, ополнительно содержит аморфную двукись кремни  при следующем соотнсниеии компонентов, вес.%: Карбид кремни  40-79,5 Углерод 0,5-10,0

Аморфна  двуокись

кремни 20-50,0

причем все компоненты имеют размер зерна 0,1-0,3 мк.

Технологи  приготовлени  легковес ,ного материала следующа .

Исходный порошок дл  изготовлени  легковеса получают в плазмохимическо трёхдуговом..или высокочастотном реакторе . Исходными продуктами  вл ютс кварцевый песок и природный газ (пропан-бутанова  смесь). Кварцевый песо вводитс  в реактор газом-носителем, который одновременно  вл етс  и восстановителем (природный гаЗ) . Расход песка регулируетс  скоростью подачи газа и составл ет в среднем.20 г/мин Плазмообразующим газом может быть аргон , азот, аммиак.

ТемпеЕ атура плазменных струй составл ет 6000 К, а температура взоне смешени  и реакции понижаетс  до К, Синтез карбида кремни  происходит при прохождении смеси кварцевого песка и природного газа через область плазмы, поэтому врем  синтеза очень мало и составл ет

В результате синтеза получаютс  тонкодисперсные (0,1-0,3 мкм) конденсированные продукты, содержащие смесь-карбида кремни , дморфного кремнезема и сажи, количество которых измен етс  в зависимости от соотношени  исходного кварцевого песка и природного газа.

Карбид кремни , который получаетс  таким образом, состоит из мелких кристаллов кубической модификации, многие из которых имеют нитевидную

фОЕМУ .

Из исходного материала полученного способом, указанным выше, прессую цилиндрические образцы (ф 12 мм, Н 15 мм) на св зке из 10%-ного раствора бакелита в спирте, давление прессовани  - 1000 кг/см.

Спрессованные образцы обжигают в восстановительной атмосфере с выдержкой 1,5-2 час при предельной температуре 1600-1750°С.

В процессе обжига сырца, вследствие высокой дисперсности и реакционной способности компонентов смеси, образуетс  прочный материал с мелкозернистой структурой.

Наличие в исходном сырье значительного количества аморфного кремнезема приводит к тому, что в процессе спекани  нар ду с выгоранием углерода происходит его взаимодействие с двуокисью кремни  и интенсивное испарение последней.. Засчет этого образуетс  материал с высокой пористостью и малой кажущейс  плотностью.

Пример 1. Исходный материал получаемый в услови х низкотемпературной плазмы, имеет удельную поверхность 20 мг/г и следующий состав, в ее . % :

Карбид кремни  Углерод Аморфна  двуокись кремни 

Из данного порошка формуют издели , которые обжигают в восстановительной 20 Ьреде по технологии, приведенной вы .ше. Спеченные издели  имеют следующие свойства:

Пористость откры45 ,5% ти 

Кажуща с  плот1 ,31 г/см ность

Предел прочности

850 кг/см2 при сжатии

Пример 2. Порошок исходного атериала,состава, вес.%:

Карбид кремни  Углерод Аморфна  двуокись кремни 

с удельной поверхностью - 35 мг/г формуют и обжигают по указанной технологии . Спеченные издели  имеют следующие свойства:

Кажуща с  плотность1 ,19 г/см Открыта  пористость 54,9% Предел прочности при сжатии 720 кг/см Ниже приведены основные свойства предлагаемого и известного легковесного огнеупорного материалов.

Сравнительный анализ свойств, приведен ны. в таблице позвол ет сделать вывод, что при использовании шихты предлагаемого состава увеличитс  срок службы изделий из легковеса за счет повышени  его механической прочности более чем в 10 раз.

Нефтекокс 40

Пример 1 С 70

SiC 6

SiO 24 Пример 2 SiC 55,5 С 6,5 SiOj 44

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР №374255, кл. С 04 в 35/56, 1971.

2.Кайнарский И.О., Дегт рева Э.В, Карборундовые огнеупоры, 1963.