SU775091A1

SU775091A1 - Method of producing porous quartz ceramics

Info

Publication number: SU775091A1
Application number: SU792709429A
Authority: SU
Inventors: Феодосий Яковлевич Бородай; Раиса Георгиевна Макаренкова
Original assignee: Предприятие П/Я А-7840
Priority date: 1979-01-05
Filing date: 1979-01-05
Publication date: 1980-10-30

Description

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНОКВАЩЕВОЙ (54) METHOD FOR OBTAINING FOAMING AGE

1one

Изобретение относитс к способу полученн пенокварцевой керамики на основе аморфной двуокиси кремни . Пенокварцева керамика, полученна по данной технологии, может найти применение дл теплозащиты аппаратов и изделий .This invention relates to a process for the manufacture of foam-quartz ceramics based on amorphous silica. Penokvartsevoy ceramics, obtained by this technology, can be used for thermal protection of devices and products.

Известен способ получени пенокварцевой керамики на основе аморфной. двуокиси кремни , включающий получение пеномассы путем смешивани суспензии кварцевого стекла с пеной из водного раствора клееканифолькой эмульсии, литье, сушку и обжиг. Таким способом нельз получить заготовки больших размеров и низкой кажущейс плотностью. С уменьшением плотности отливок резко снижаютс их прочность и трещиностойкость.A known method for producing amorphous foam-based ceramics. silicon dioxide, which includes the production of foam mass by mixing a silica glass slurry with a foam from an aqueous solution using a plastic resin emulsion, casting, drying, and roasting. In this way, it is impossible to obtain billets of large size and low apparent density. With a decrease in the density of castings, their strength and crack resistance are sharply reduced.

Известен также способ получени легковесных керамических материалов на основе Глины, включающий смешивание глины с водой, пенообразователем и стабилизатором пены, введение упрочн ющих добавок: смолы, полимеров , древесных, целлюлозных, стекл нных, асбестовых или алюмосиликатных волокон. (ШРАМИКИThere is also known a method for producing lightweight ceramic materials based on Clay, which includes mixing clay with water, a frother and foam stabilizer, and the introduction of reinforcing additives: resins, polymers, wood, cellulose, glass, asbestos, or aluminosilicate fibers. (SCARMS

Однако издели , полученные данным способом , имеют неудовлетворительную структуру и как следствие этого ухудшение их физикотехнических свойств, так как роспуск волокна в суспензи х в силу их низкой в зкости и большой склонности волокна к агрегированию получаетс неравномерным.However, the products obtained by this method have an unsatisfactory structure and, as a result, deterioration of their physical and technical properties, since the dissolution of the fiber in suspensions due to their low viscosity and high tendency of the fiber to aggregate is uneven.

Наиболее близок по технической сущности и достигаемому результату к изобретению способ получени пенокварцевой керамики пеto нометодом, включающий введение в суспеизию KBapi Boro стекла, окиси лантана с последующий смешиванием с отдельно приготовлешюй пеиой из водного раствора клееканифольной эмульсии , литье, сушку и обжиг. Однако низкие The closest in technical essence and the achieved result to the invention is a method for producing foam-quartz ceramics by petromethod, which includes adding glass, lanthanum oxide to a suspension of KBapi Boro, followed by mixing with a separately prepared gluten-emulsion emulsion, casting, drying and roasting. However low

15 прочность и трещиностойкость вспенеииых отливок , ухудшающиес с уменьшением кажущейс плотности, не позвол ют получать на их основе заготовки размером более 100x150x100 мм, с кажущейс плотностью менее 0,30 г/см . The strength and crack resistance of foam castings, which deteriorate with decreasing apparent density, do not allow to obtain on their basis billets of a size greater than 100x150x100 mm, with an apparent density of less than 0.30 g / cm.

20 Дп получени более эффективной теплозащиты на основе аморфной двуокиси кремни требуетс снижение его теплопроводности и температуропроводности . 37 Цель иэобрете1ш - повышение прочности, трещииостойкости и ашжение температуропроводности . Поставленна цель достигаетс тем, что в способе получени пенокварцевой керамики, включающем приготовление водной суспензии кварцевого стекла, введение в нее окиси ланта на, смешива}ше полученной суспензии с пеной из водного раствора клееканифольной эмульсии формование, сушку и обжиг изделий, в водную суспензию кварцевого стекла перед введением окиси лантана добавл ют кварцевое волокно в количестве 0,15-0,70 вес.% по отношению к твердой фазе суспензии,. распущенное в 2,0-2,5%-ном водном растворе метилцеллюлозы Студнеобразный раствор мегилцеллюлозы, действующий на волокно как в зка среда и как ПАВ, позвол ет расщепить пр ди волокон на отдельные составл ющие. Количество вводи мого в суспензию волокна составл ет 0,150 ,70 вес.% ниже указагшого предела эффект упрочне1ш пеноотливок незначителен, выше jTcaaaHiioro предела при высокой трещиноСтойкости: материала наблюдаетс разрыхление его структуры , что затрудн ет обжиг. Пример 1.В суспензию на основе кварцевого стекла с кажущейс плотностью 1,44 г/см и влажностью 44%, после снижени рН суспензии сол ной кислотой ввод т кварцевое волокно в количестве 0,15 вес.%. Кварцевое волокно предварительно распускают в 2,0%-ном водном растворе метнлцеллюлозы в соотнощении 1 г волокна на 5 мл метилцеллю лозы. После тщательного перемещени суспензии с волокном в нее ввод т 0,3 вес.% окиси лантана. Суспензию и порошок тщательно пере мешивают. Отдельно в лабораторной мешалке путем меха1шческого перемешивани водного раствора клееканифольной змульсии готов т пену. Кажуща с плотность пены 0,045-0,055 г/см. Суспензию с введенными в нее добавками смешивают с пеной в соотношении 70 мл пены на 100 г твердой фазы суспензии. Полученную пеномассу с кажущейс плотностью 0,25 г/см формуют в металлические перфорированные формы размером 209x209x100 мм. Отливку сушат при комнатной температуре. Обжигают в силнтовой печи при 1280°С со скоростью подъема температуры 250°С/ч и выдержкой при конечной температуре обжига 2 ч, охлаждение печи инерционное. Пример 2. В суспензию кварцевого стекла с кажущейс плотностью 1,40 г/см после снижени рН суспензии до 2,0 ввод т 0,70 вес.% кварцевого волокна распущенного в водном 2%-ном растворе метнлцеллюлозы в соотношении I г волокна на 7,5 мл метилцеллюлозы , после тщательного перемешивани в суспензию ввод т 0,2 вес.% окиси лантана. Суспензию и порошок тщательно, перемешивают и вспенивают ввод отдельно приготовленную пену в соотношении 700 см на 10U г твердой фазы суспензии. Кажзоца с плотность пеномассы 0,25 г/см. Пеномассу формуют в неактивные перфорированные формы, обжигают в силитовой певд при 1280°С со скоростью подъема температуры 200°С/ч, вьщержкой при конечной температуре 2ч. Пример З.В водную суспензию, кварцевого стекла с плотностью 1,44г/см и i рН 2,0 ввод т 0,3 вес.% кварцевого волокна и 0,3 вес.% окиси лантана. Волокно предварительно распущено в растворе метилцеллюлозы в соотношении 1:5Свойства полученных изделий в сравнен1Ш с прототипом представлены в табл. 1 и 2.20 Dp of obtaining more effective thermal protection based on amorphous silica requires a decrease in its thermal conductivity and thermal diffusivity. 37 The goal of the invention is to increase strength, crack resistance and thermal diffusivity. The goal is achieved by the fact that in the method of producing foam quartz ceramics, which includes preparing an aqueous suspension of silica glass, introducing oxides of lanthanum into it, mixing} the resulting suspension with foam from an aqueous solution of a glucose emulsion molding, drying and roasting products into an aqueous suspension of silica glass before the introduction of lanthanum oxide, quartz fiber is added in an amount of 0.15-0.70 wt.% with respect to the solid phase of the suspension ,. dissolved in a 2.0-2.5% aqueous solution of methylcellulose A gelatinous solution of megylcellulose acting on the fiber as viscous medium and as a surfactant allows splitting the fibers into individual components. The amount of fiber introduced into the suspension is 0.150, 70 wt.% Below the indicated limit, the effect of strengthening the foam casting is insignificant, above the jTcaaaHiioro limit with high crack resistance: the material is loosened, which makes it difficult to burn. Example 1. A silica-based slurry with an apparent density of 1.44 g / cm and a humidity of 44%, after reducing the pH of the suspension with hydrochloric acid, silica fiber is introduced in an amount of 0.15 wt.%. Quartz fiber is pre-dissolved in a 2.0% aqueous solution of methylcellulose in the ratio of 1 g of fiber per 5 ml of methylcellulose. After carefully moving the suspension with the fiber, 0.3% by weight of lanthanum oxide is introduced into it. The suspension and powder are thoroughly mixed. Separately, a foam is prepared by mechanically mixing an aqueous solution of a gluten rosin emulsion in a laboratory mixer. Apparently with a foam density of 0.045-0.055 g / cm. The suspension with additives introduced into it is mixed with foam in the ratio of 70 ml of foam per 100 g of the solid phase of the suspension. The resulting foam mass with an apparent density of 0.25 g / cm is molded into metal perforated molds with a size of 209x209x100 mm. The casting is dried at room temperature. Burned in a strong oven at 1280 ° C with a temperature rise rate of 250 ° C / h and holding at a final firing temperature of 2 h, the cooling of the furnace is inertial. Example 2. To a quartz glass suspension with an apparent density of 1.40 g / cm, after reducing the pH of the suspension to 2.0, 0.70% by weight of quartz fiber dissolved in an aqueous 2% solution of methylcellulose is introduced in a ratio of 1 g of fiber to 7 , 5 ml of methylcellulose, after thoroughly mixing, 0.2% by weight of lanthanum oxide is introduced into the suspension. The suspension and the powder are thoroughly mixed and the injection of separately prepared foam is foamed in a ratio of 700 cm to 10U g of the solid phase of the suspension. Kazzoca with a foam mass of 0.25 g / cm. The foam mass is formed into inactive perforated molds, burned in a silicon pewd at 1280 ° C with a temperature rise rate of 200 ° C / h, held at a final temperature of 2 hours. Example Z. In an aqueous suspension of silica glass with a density of 1.44 g / cm and i pH 2.0, 0.3 wt.% Of quartz fiber and 0.3 wt.% Of lanthanum oxide are introduced. The fiber is previously dissolved in a solution of methylcellulose in a ratio of 1: 5. The properties of the obtained products in comparison with the prototype are presented in table. 1 and 2.

1,601.60

0,20.2

0,70 0.70

0,2 0,2 0,15 0,2 0,300.2 0.2 0.15 0.2 0.30

Таблица 1Table 1

19,019.0

0,350.35

0,390.39

19,419.4

0,29 0.29

0.240.24

27,4 0,33 27.4 0.33

0,27 0.36 24.0 0,250.27 0.36 24.0 0.25

ОinOin

tt

-1 i-1 i

o.o.

NN

«Л"L

TfTf

NN

rr

ОABOUT

8eight

0000

oo

о cabout c

fNfN

cc

NN

Q,Q,

.-1Q -l.-1Q -l

tS00ЮtS00Yu

1Л Ч О1L CHO

о о оLtd

CN fOCN fO

- со - with

N-.N-.

ОСOS

r- r-

o оo o

оabout

I-II-I

оabout

. 2. 2

NN

o,o,

oooo

Q § S Q § S

о о о о oh oh oh

VOVO

rt rt

fMfM

о оoh oh

ilil

с 2from 2

7775091877750918

Claims

The claim of the invention is that, in order to improve the production of foam quartz ceramics, touring, in a quartz water suspension, preparation of an aqueous suspension glass, before adding lanthanum oxide to quartz glass, adding a light oxide to it, adding quartz fiber in a quantity of tan, mixing the suspension with foam from the aqueous 0.15-0.70 wt.% with respect to the solid phase solution of a gluten rosin emulsin, mold- (advances, fluffed in 2.0-2.5% water-ing, drying and firing of products, I distinguish-solution methylcellulose.

toughness and low temperature