SU885227A1

SU885227A1 - Method of producing glass-like coatings on inorganic material articles

Info

Publication number: SU885227A1
Application number: SU802902410A
Authority: SU
Inventors: Борис Павлович Тарасевич; Михаил Юрьевич Хитров; Олег Семенович Сироткин; Валерий Михайлович Гонюх; Виктор Васильевич Завьялов; Евгений Васильевич Кузнецов; Ренат Саляхович Сайфуллин; Геннадий Дмитриевич Ашмарин; Иннокентий Семенович Безденежных
Original assignee: Казанский Химико-Технологический Институт Им.С.М.Кирова
Priority date: 1980-03-28
Filing date: 1980-03-28
Publication date: 1981-11-30

Description

Изобретение относитс к производст ву изделий из керамики стекла, ситал лов, асбеста, асбоцемента, металлов и .других термостойких неорганических ма териалов и может быть использовано при нанесении на них стекловидных эащитно-декоратив1а11х покрытий. Известен шликерный способ получени стекловидных покрытий на издели х из неорганических материалов в виде глазурных покрытий на керамике, эмалевых - на металлах pj. Однако получение стекловидных покрытий по данному способу отличаетс большим количеством операций, длитель ностью и трудоемкостью. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому вл етс способ глазуровани керамических изделий путем их нагрева и обработки парами п тиокиси фосфора и воды при температуре стеклообразовани 950-1050РС с последующей вьщержкой (термообработкой) изделий при 950-1100 С в нейтральной среде в течение 30-60 мин и охла дением до комнатной температуры. Известив-способ значительно упрощает процесс получени глазурного стекловидиого покрыти в сравнении со вишкерным способом 2j. Недостатком известного способа вл етс то, что поверхностный слой стекловндного покрыти имеет ультрафосфатный состав, т.е. обогащен так как по мере нараищвани толщины покрыти диффузи к его поверхности окислов из подложки затрудн етс . Это приводит к необходимости проведени дополнительной операции термообработки покрыти в нейтральной среде дл выравнивани состава покрюти по толщине , что усложн ет процесс. В конвейерных аппаратах непрерывного действи проведение данной операции затруднено , в аппаратах же перводического действи удлин ет процесс, что в СВОИ) очередь обуславливает в р де случаев недостаточную химическую устойчивость покрыти , снижение его микротвердости. Нар ду с этим получаемое согласно известному способу стекловидное покрытие вл етс бесцветным и прозрачным, что не дает возможности получать цветовую гамму покрытий. Кроме того, известный способ ограничен применением подложек, имеющих области стеклорбразовани с РлОу, что сужает номенклатуру покрьшае1 1х материалов, в частности затруднено получение покрытий на некоторьЬс моноокисных , а также металлических подложках . Цель изобретени - снижение температуры и упрощение процесса получени цветных глазурей. Поставленна цель достигаетс тем, что в способе получени стекловидных покрытий на издели х из неорганических материалов путем нагрева до температуры стеклообразовани и обработки парами PrtOg. в присутствии паров Н О с последующим охлаждением, при обработке дополнительно ввод т пары по крайней мере одного оксида из груп пы ВлО,, SIO- и по крайней мере одного оксида из группы RO, лОз Обработка изделий парами Н в присутствии паров стеклообра овател В2.0л или или ВоОа совместно с 5102 и RO или или КО или совместно RO, Rjj 2, позвол ет получать многокомпонентные стекловидные покрыти , регулировать подачу в реакциониую зону тех или кык окиелов и варьировать их количественное соотношение в покрытии. Это дает возможност получить стекловидные покрыти с различнь1ми физико-механическими характеристиками и химической устойчивостью к тем или иным реагентам, с улучшенными декоративными качествами и на ра личных подложках, включа моноокисШ )1е, металлические и т.п.; одновремен но упростить процесс за счет ликвидации операции термообработки изделий в нейтральной среде, а также снижени в р де случаев температуры стеклообра зовани . Получают стекловидные глазурные по крыти на керамических издели х из различных видов глинистого сырь , химический состав которых приведен в табл. 1, а также на издели х из синтетической радиокерамики и асбеста, состав которых приведен в табл. 2. 74 Пример 1,В качестве подложки используют керамические издели на основе глин Кошаковского месторождени следующего химического состава, мас.%: SiOi 17,1; 12,06; , 4,64; CaO 2,42; MgO 1,25; NaijO 2,86; SOg 0,1 ; п,п,п. остальное. Изделие помещают в реакционную чейку, нагревают до 900-950 С, пос- ле чего осуществл ют подачу паров P.O.. При этом одновременно - реакционную чейку подают пары HjO в количестве до 5-10 мол.% впарогазовой фазе. Подачу паров осуществл ют путем сублимации неорганического борного сырь , например, борной кислоты с вод ным паром. Длительность обработки зависит от заданной толщины покрыти . После обработки изделий в парогазовой фазе . издели охлаждают до комнатной температуры. Гидролитическа устойчивость полученного покрыти превосходит покрытие , получаемое по известному способу - потери массы покрыти при кип чении в воде в течении Г ч составл ют , мг/см- : соответственно 0,10-0,11 по известному способу и 0,05-0,06 по предлагаемому способу. Пример 2. В услови х, аналогичных примеру 1, получают стекловидные глазурные покрыти на керамике и асбесте в присутствии паров СоО. Последний получаетс в парогазовой фазе пйролитическим разложением соединений кобальта, котррые предварительно пуль- . веризируют в реакционную чейку, например: Со(ЫОз)а СоО -2N02.+ в результате получают прозрачное глазурное покрытие, окрашенное в синий цвет. Пример 3. В услови х, аналогичных примерам I и 2, получают стекловидныё глазурные покрыти в присутСТВЮ1 паров оксидов металлов, представленных в табл. 3, получа при зтом покрыти , окрашенные в различные цвета либо заглушенные (непрозрачные). Пример 4.В услови х, аналогичных примеру 1, получают также стекловидные покрыти на волокне из чистого кварцевого стекла. В результате получают волокно, у которого показатель преломлени наружной оболочки измен етс от внутреннего к наружному слою оТ 1,458 до . 5 Пример 5. В качестве подложки используют трансформаторную стгшь марок А-340, Э-310 (-в виде ленты, пре назначенной дл изготовлени магнитопроводов ). Подложку нагревают в реакционной чейке до 800-850 С и осущест вл ют подачу паров - jO ,как описано в примере 1. При этом в реакционную чейку одновременно подают пары стеклообразовагол SiO, в ка честве паров RO ввод т цО а и , поддержива соотноаани окислами в парогазовой фазе в следующих пропорци х, мас.%: 5,24; 820 26,16; 5{0 5,16; ВуО 38,93; А1205 10,95; 3,56, и использу в качестве исходных веществ соответствующие пнролитически разлагаемые, соединени . Например, дл получени паров используют , 5lCl ,9t(OC2Hj)4 или другие крёмнеорганические соединени . 7 Полученное стекловидное эмалевое покрытие имеет КТР cL 87 10 град, тангенс угла диэлектрических потерь wf 0,018, диэлектрическую проницаемость jno 0 хорошую химическую устойчивость (потер массы в воде, определ ема порошковым методом, составл ет 0;8%) и может быть использовано при изготовлении магнитопроводов. Предлагаемьй способ позвол ет упростить процесс получени стекловидных покрытий, расширить цветовую гамму покрытий и номенклатуру покрываемых материалов, например, производить нанесение покрытий на кварц, осуществл ть эмалирование металлов и, кроме того, имеет место дополнительный положительный эффект, выражак 101Йс в улучшении отдельных физико-механических показателей, повышение химической устойчивости получаеьйох покрытий . Таблица The invention relates to the manufacture of ceramics for glass, sitals, asbestos, asbestos cement, metals and other heat-resistant inorganic materials and can be used when applying vitreous protective protective coatings to them. A slip method is known for producing vitreous coatings on articles made of inorganic materials in the form of glaze coatings on ceramics, and enamel coatings on pj metals. However, obtaining vitreous coatings in this method is characterized by a large number of operations, duration and laboriousness. The closest technical solution to the present invention is a method of glazing ceramic products by heating them and treating them with phosphorus pentoxide vapor and water at a glass formation temperature of 950-1050 ° C, followed by heat treatment of the products at 950-1100 ° C in a neutral environment for 30-60 minutes and cooling to room temperature. Having known the method considerably simplifies the process of obtaining the glaze glass coating in comparison with the cherry-cutting method 2j. The disadvantage of the known method is that the surface layer of the glass coating has an ultraphosphate composition, i.e. enriched since, as the thickness of the coating increases, the diffusion of oxide from the substrate to its surface becomes difficult. This leads to the need for an additional heat treatment operation of the coating in a neutral medium to level the composition of the rolls in thickness, which complicates the process. In conveyor devices of continuous operation, this operation is difficult, in devices of the same pervodichesky action, the process is extended, which, in its own), causes, in a number of cases, insufficient chemical resistance of the coating, reduction of its microhardness. In addition, the vitreous coating obtained according to a known method is colorless and transparent, which makes it impossible to obtain a color range of coatings. In addition, the known method is limited to the use of substrates having glass-forming areas with RLou, which narrows the range of pokryshae1kh materials, in particular, it is difficult to obtain coatings on some monoxide as well as metal substrates. The purpose of the invention is to reduce the temperature and simplify the process of obtaining color glazes. This goal is achieved by the fact that in the method of obtaining vitreous coatings on articles made of inorganic materials by heating to the glass formation temperature and processing with PrtOg vapors. in the presence of H 0 vapors with subsequent cooling, during the treatment, at least one oxide from the VLO group, SIO– and at least one oxide from the RO group is added, processing of the products with H vapor in the presence of B2 glass fiber vapor. 0l or or BOOA together with 5102 and RO or or KO or together RO, Rjj 2, allows to obtain multicomponent vitreous coatings, regulate the flow of oxides to the reaction zone and vary their proportion in the coating. This makes it possible to obtain vitreous coatings with different physicomechanical characteristics and chemical resistance to various reagents, with improved decorative properties and on different substrates, including mono-oxide, metallic, etc .; at the same time, to simplify the process by eliminating the operation of heat treatment of products in a neutral medium, as well as reducing the glass forming temperature in a number of cases. Vitreous glaze coatings are obtained on ceramic products from various types of clay raw materials, the chemical composition of which is given in Table. 1, and also on products made of synthetic radioceramics and asbestos, the composition of which is given in table. 2. 74 Example 1, Ceramic products based on clays from the Koshakovskoye deposit of the following chemical composition are used as a substrate, wt%: SiOi 17.1; 12.06; , 4.64; CaO 2.42; MgO 1.25; NaijO 2.86; SOg 0.1; p, p, p rest. The product is placed in a reaction cell, heated to 900–950 ° C, after which P.O vapors are supplied. At the same time, HjO vapor in an amount up to 5–10 mol% is supplied to the vapor – gas phase. The vapor supply is carried out by sublimation of inorganic boron raw material, for example, boric acid with water vapor. The duration of treatment depends on the desired thickness of the coating. After processing products in the vapor phase. products are cooled to room temperature. The hydrolytic stability of the obtained coating exceeds the coating obtained by a known method — the weight loss of the coating during boiling in water for Gh is, mg / cm-: 0.10-0.11, respectively, by a known method and 0.05-0.0 06 on the proposed method. Example 2. Under conditions analogous to Example 1, vitreous glaze coatings on ceramics and asbestos are obtained in the presence of CoO vapors. The latter is obtained in the vapor-gas phase by the hydrolytic decomposition of cobalt compounds, which were previously pulsed. Verify in the reaction cell, for example: Co (NO) and CoO -2N02. + As a result, a transparent glaze coating colored blue is obtained. Example 3. Under conditions analogous to Examples I and 2, glassy glaze coatings are obtained in the presence of VO1 metal oxide vapors, presented in Table. 3, obtained at this coating, painted in various colors or silenced (opaque). Example 4. Under conditions analogous to example 1, vitreous coatings on pure quartz glass fiber are also obtained. As a result, a fiber is obtained in which the refractive index of the outer shell varies from the inner to the outer layer from 1.458 to. 5 Example 5. A transformer clamp of grades A-340, E-310 (-in the form of a tape used for the manufacture of magnetic circuits) is used as a substrate. The substrate is heated in the reaction cell to 800–850 ° C and the vapors are supplied — jO, as described in Example 1. At the same time, glass-forming SiO glass pairs are simultaneously fed to the reaction cell, and the oxidation ratio is maintained as RO vapor. in the vapor phase in the following proportions, wt.%: 5.24; 820 26.16; 5 {0 5.16; Woo 38.93; A1205 10.95; 3.56, and using the corresponding monolithically degradable compounds as starting materials. For example, 5lCl, 9t (OC2Hj) 4 or other organochromic compounds are used to produce the vapor. 7 The resulting vitreous enamel coating has a CTE of CL 87 10 degrees, a dielectric loss tangent wf 0.018, a dielectric constant jno 0 good chemical resistance (the mass loss in water, determined by powder method, is 0; 8%) and can be used in the manufacture magnetic conductors. The proposed method allows to simplify the process of obtaining vitreous coatings, to expand the color range of coatings and the range of materials to be coated, for example, to apply coatings on quartz, to enamel metals and, moreover, there is an additional positive effect, expressing 101 ° C in improving certain physical and mechanical properties. indicators, increasing chemical stability of coatings. Table

. t 9,4-22 с -7 65-67 -Д v-, 5-7. t 9.4-22 s -7 65-67 -D v-, 5-7

и,о1and, o1

57-65 59-4157-65 59-41

IZ, иоIZ, io

69,18 13,54 5,96 70,36 13,45 2,12 75,9 10,11 3,6469.18 13.54 5.96 70.36 13.45 2.12 75.9 10.11 3.64

75,31 11,50 3,4675.31 11.50 3.46

скоеsoe

54,22 0,99 0,7654.22 0.99 0.76

14,25 73,83/ 0,38 /0,2514.25 73.83 / 0.38 / 0.25

2,10 0,87 2,48 0,042.10 0.87 2.48 0.04

- «.- ".

1,25 1,17 2,42 0,481.25 1.17 2.42 0.48

Т.а ц а 2TA CA 2

28,6 15,4 1,85 0,15 3,13 0,5328.6 15.4 1.85 0.15 3.13 0.53

Продогакение таб 2 Promoting Tab 2

Claims

Claim

A method for producing vitreous coatings on articles made of inorganic materials by heating to a glass-forming temperature and treating with vapors P ^ O ^ · in the presence of 11 ^ 0 vapors followed by cooling, characterized in that, in order to reduce the temperature and simplify the process of obtaining color glazes, when processing is administered additionally couples to at least one oxide from the corpse in nN · $ Re "and ^at least one of the group RO metal oxide,