UA125837C2 - Шлікер термостійкого склокерамічного матеріалу - Google Patents
Шлікер термостійкого склокерамічного матеріалу Download PDFInfo
- Publication number
- UA125837C2 UA125837C2 UAA202004484A UAA202004484A UA125837C2 UA 125837 C2 UA125837 C2 UA 125837C2 UA A202004484 A UAA202004484 A UA A202004484A UA A202004484 A UAA202004484 A UA A202004484A UA 125837 C2 UA125837 C2 UA 125837C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- heat
- slip
- zirconium dioxide
- ceramic material
- yttrium
- Prior art date
Links
- 239000006112 glass ceramic composition Substances 0.000 title claims abstract description 4
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N ZrO2 Inorganic materials O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000011858 nanopowder Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 8
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 239000002241 glass-ceramic Substances 0.000 abstract description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- JFBZPFYRPYOZCQ-UHFFFAOYSA-N [Li].[Al] Chemical compound [Li].[Al] JFBZPFYRPYOZCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N Li2O Inorganic materials [Li+].[Li+].[O-2] FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- XUCJHNOBJLKZNU-UHFFFAOYSA-M dilithium;hydroxide Chemical compound [Li+].[Li+].[OH-] XUCJHNOBJLKZNU-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 abstract 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 abstract 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 abstract 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 13
- WNZPMZDPEDYPKZ-UHFFFAOYSA-M [OH-].[O--].[Y+3] Chemical compound [OH-].[O--].[Y+3] WNZPMZDPEDYPKZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 5
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 3
- 238000007569 slipcasting Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 2
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 2
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000002468 ceramisation Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 239000002178 crystalline material Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000002159 nanocrystal Substances 0.000 description 1
- 239000011505 plaster Substances 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000006017 silicate glass-ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
Винахід належить до виробництва радіопрозорих великогабаритних виробів складної форми, зокрема міцних термостійких оболонок із склокераміки літійалюмосилікатного складу. Шлікер термостійкого склокерамічного матеріалу містить оксиди алюмінію, титану, літію, цинку, барію та кремнію і характеризується тим, що склад водного шлікера додатково містить нанопорошок двоокису цирконію з розміром частинок 15-50 нм, стабілізований ітрієм, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: Аl2О3 - 24,5-25,2; ТіО2 - 4,5-5,5; Li2О - 4,0-4,5; ВаО - 0,8-1,0; SiO2 - 55,4-12,8; ZrO2 - 10-50; ZnO - решта. Винахід дозволяє виготовляти великогабаритні вироби з термостійкістю 900-1000 °C та підвищити міцність на 20 %.
Description
Пропонований винахід належить до виробництва радіопрозорих великогабаритних виробів складної форми, зокрема міцних термостійких оболонок із склокераміки літійалюмосилікатного складу, які використовують в приладобудуванні та інших галузях промисловості.
Відомий склад термостійкої склокераміки, яка містить, ваг. 9: 5ІО2-63,08; АІ2Оз3-25,70; ТіОг- 5,05; 1 і20-3,80; 27п0-0,92; ВаО-1,36. Для виготовлення великогабаритних виробів складної форми із спеченого склокристалічного матеріалу літійалюмосилікатного складу використовують технологію, яка включає подрібнення матеріалу мокрим способом, формування виробів методом шлікерного лиття з високощільних водних суспензій в пористі гіпсові форми і ступінчату термообробку, що відрізняється тим, що подрібнення здійснюють до отримання шлікера з щільністю 1,97-2, 05 г/см3, тоншого помелу із залишком на ситі 0,063 мм 9-15 95 ї рН 7,5-9,0 ГП). Кінцеве спікання проводять при температурі 1170-1200 76.
До недоліків цього складу слід віднести невисоку механічну міцність та неможливість використовувати при високих температурах обтічника з цього матеріалу.
Найбільш близьким до пропонованого за кількістю суттєвих ознак є матеріал "НАНОШЛІКЕР", до складу якого введена нанокварцова компонента, котра підвищує механічну міцність та температурну стійкість (21.
Недоліком згаданого матеріалу є те, що він не дозволяє отримувати великогабаритні (товщина стінки більше 10 мм) вироби з термостійкістю вище 700 "С.
У основу пропонованого винаходу поставлено задачу створення способу виготовлення кварцової склокераміки методом шлікерного лиття, який дозволяє виготовляти великогабаритні вироби з термостійкістю 900-1000 "С та підвищити міцність на 20 95.
Поставлена задача досягається тим, що пропонується шлікер термостійкого склокерамічного матеріалу, який містить оксиди алюмінію, титану, літію, цинку, барію та кремнію, який відрізняється тим, що до складу водного шлікера додатково додають нанопорошок двоокису цирконію з розміром частинок 15-50 нм, стабілізований ітрієм, при наступному співвідношенні компонентів, 9о ваг.:
АгОз 24,5-25,2
Ті» 4,5-5,5
Ще) 4,0-4,5
Вао 0,8-1,0
ЗО» 55,4-12,8 7тО»2 10-50 7по решта.
Двоокис цирконію використовують в металургії для виготовлення термостійких тиглів, а
Зо стабілізація двоокисом ітрію в кількості 8 96 дозволяє запобігати поліморфному перетворенню та забезпечує цілісність виробу. Спікання такого матеріалу проходить при температурах, наближених до 2000 "С, що ускладнює виготовлення великогабаритних виробів складної форми.
Ідея запропонованого технічного рішення полягає в тому, що склокераміка є більш легкоплавкою компонентою та забезпечує дифузійне з'єднання з зернами двоокису цирконію, стабілізованого діоксидом ітрію. При цьому виконується закон адитивності, відповідно до якого кінцевий матеріал отримує вищу механічну та термічну стійкість, але відповідно до синергетичного ефекту в цьому випадку не буде простого складання, а матеріал набуває нових властивостей, які перевищують просте складання тому, що двоокис цирконію, стабілізований діоксидом ітрію, в сукупності з двоокисом титану прискорює процес кристалізації склофази.
Нанорозмір порошку діоксиду цирконію, стабілізованого двоокисом ітрію, забезпечує рівномірний та щільний розподіл цього компонента в об'ємі шлікера.
Новизна запропонованого матеріалу полягає у тому, що такий склад раніше не був відомим і має високі експлуатаційні характеристики, а його виготовлення базується на існуючих технологіях шлікерного лиття та його спікання.
Приклад реалізації.
Для реалізації запропонованого технічного рішення було виготовлено 5 серій зразків з різним вмістом двоокису цирконію: 1. 5 95 (ваг.) двоокису цирконію (15-50 нм), стабілізованого діоксидом ітрію (8 95 від кількості двоокису цирконію), АІгОз-24,5; ТіОг-4,5; І і20-4,0; 7п0-5,8; ВаО-0,8; 5іО2-55,4. 2.10 95 (ваг.) двоокису цирконію (15-50 нм), стабілізованого діоксидом ітрію (8 95 від кількості двоокису цирконію), АІ2Оз-24,5; ТіО»-4,5; 1 і20-4,0; 7п0-0,8; ВаО-0,8; 5іО2-55,4.
3. 30 95 (ваг.) двоокису цирконію (15-50 нм), стабілізованого діоксидом ітрію (8 95 від кількості двоокису цирконію), АІ2Оз-24,5; ТіО»-4,5; 1 і20-4,0; 7п0-0,8; ВаО-0,8; 5іО2-35,4. 4. 50 95 (ваг.) двоокису цирконію (15-50 нм), стабілізованого діоксидом ітрію (8 95 від кількості двоокису цирконію), АІ2Оз3-25,2; ТіО»-5,5; І і20-4,5; 7п0-1,0; Вас - 1,0; 5іО2-12,8. 5. 60 95 (ваг.) двоокису цирконію (15-50 нм), стабілізованого діоксидом ітрію (8 95 від кількості двоокису цирконію), АІ2Оз-24,5; ТіО»-4,5; 1 і20-4,0; 7п0-0,8; Ва - 0,8; 5іО2-5,4.
Подальший технологічний процес передбачає формування в гіпсових формах заготовки виробу, висушування та спікання при високих температурах (1250-1600 "С) протягом 5-6 годин.
В цьому високотемпературному процесі, починаючи з 1000 "С, відбувається нуклізація, яка супроводжується зародженням нанокристалів у скломасі, а потім при вищій температурі - зростання цих кристалів та керамізація всього матеріалу. Доданий нанопорошок двоокису цирконію прискорює цей процес.
Введення діоксиду цирконію менше 1095 не приводить до значного зростання експлуатаційних характеристик, а при введенні діоксиду цирконію більше 50 95 потрібні більші температури спікання і матеріал має залишкову порувату структуру, що знижує механічні властивості. Отож, оптимальним значенням є 20-40 95 (ваг.) діоксиду цирконію, стабілізованого ітрієм.
Проведені випробування показали, що новий матеріал має міцність на згин при нормальних умовах 144 МПа, що більше на 20 95, ніж у прототипі (120 МПа), а термостійкість збільшувалась до 900-1000 "С в порівнянні з матеріалом за прототипом.
Таким чином, запропонований склад матеріалу є новим і забезпечує досягнення позитивного ефекту, тобто відповідає критерію корисності.
Джерела інформації: 1. Суздальцев Б.И., Суслова М.А., Балакина Л.И., Ипатова Н.И., Викулин В.В., Русин М.Ю.,
Хамицаев А.С. Способ получения изделий из спеченного стеклокристаллического материала литийалюмосиликатного состава // патент РФ Мо 2170715 от 20.07.2001 Бюл. Мо 20 2. Маслов В.П., Родічев Ю.М., Трегубов М.Ф. Спосіб "НАНОШЛІКЕР" виготовлення виробів із склокерамічного матеріалу літійалюмосилікатного складу // патент України на корисну модель
Ме52039 від 10.08.2010, Бюл.Ме 15, 2010 р.
Зо
Claims (1)
- ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Шлікер термостійкого склокерамічного матеріалу, який містить оксиди алюмінію, титану, літію, цинку, барію та кремнію, який відрізняється тим, що склад водного шлікера додатково містить нанопорошок двоокису цирконію з розміром частинок 15-50 нм, стабілізований ітрієм, при наступному співвідношенні компонентів, мас. 90: АгОз 24,5-25,2 ТО: 4,5-5,5 Ще) 4,0-4,5 Вао 0,8-1,0 ЗО» 55,4-12,8 7тО»2 10-50 7по решта.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA202004484A UA125837C2 (uk) | 2020-07-17 | 2020-07-17 | Шлікер термостійкого склокерамічного матеріалу |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA202004484A UA125837C2 (uk) | 2020-07-17 | 2020-07-17 | Шлікер термостійкого склокерамічного матеріалу |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA125837C2 true UA125837C2 (uk) | 2022-06-15 |
Family
ID=89835599
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAA202004484A UA125837C2 (uk) | 2020-07-17 | 2020-07-17 | Шлікер термостійкого склокерамічного матеріалу |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA125837C2 (uk) |
-
2020
- 2020-07-17 UA UAA202004484A patent/UA125837C2/uk unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5230935B2 (ja) | チタン酸アルミニウムマグネシウム結晶構造物及びその製造方法 | |
| US5030592A (en) | Highly dense cordierite and method of manufacturing same | |
| JP2002068854A (ja) | アルミナ多孔体及びその製造方法 | |
| US20110130264A1 (en) | Negative-cte glass-ceramics free of microcracks | |
| JPH10273364A (ja) | 透明酸化イットリウム焼結体の製造法 | |
| CN113307610A (zh) | 高致密度石英-氧化锆复相陶瓷及其制备方法 | |
| UA125837C2 (uk) | Шлікер термостійкого склокерамічного матеріалу | |
| JP4507148B2 (ja) | ムライト質焼結体からなる熱処理用部材 | |
| JP3013372B2 (ja) | ジルコン焼結体及びその製造方法 | |
| JP2002128563A (ja) | 耐熱衝撃抵抗性に優れたセラミック製熱処理用部材 | |
| JPH06305828A (ja) | チタン酸アルミニウム複合材料及びその製造方法 | |
| JPH10212158A (ja) | ガラス溶解窯用耐火物 | |
| Shukur et al. | Preparation of cordierite ceramic from Iraqi raw materials | |
| RU2619570C1 (ru) | Способ изготовления стеклокерамического материала кордиеритового состава | |
| RU2604611C1 (ru) | Способ изготовления изделий из стеклокерамики литийалюмосиликатного состава | |
| CN114920578B (zh) | 具有低烧成收缩率的多孔钙长石/钙铝黄长石复相陶瓷的制备方法 | |
| JPH02111659A (ja) | 低熱膨張コージェライトの製造方法 | |
| JPH06211569A (ja) | 透光性アルミナ質焼結体及びその製造方法 | |
| JP2853175B2 (ja) | 耐熱性無機質繊維成形体及び耐熱性軽量セッターの製造方法 | |
| RU2662514C1 (ru) | Смесь для изготовления литейных керамических стержней полых лопаток из жаропрочных сплавов литьем по выплавляемым моделям | |
| JPH04280860A (ja) | 高耐蝕性ジルコン磁器及びその製造方法 | |
| JPS5879869A (ja) | コ−デイエライト質磁器とその製造方法 | |
| JPH045770B2 (uk) | ||
| JPS623069A (ja) | 熱処理用容器及びその製造法 | |
| JPH02221168A (ja) | 繊維質成形体 |