КЕРАМИЧЕСКАЯ МАССА Российский патент 2000 года по МПК C04B35/10 C04B35/101 

Изобретение относится к области технической керамики и огнеупоров и может быть использовано для изготовления изделий, применяемых в электротехнике, машиностроении, химической и металлургической отраслях промышленности и других отраслях.

Известно применение промышленного порошка оксида алюминия (глинозема) для изготовления керамических изделий [а. с. СССР N 1768559, МПК C 04 B 35/00, 35/10].

Недостатком керамических изделий из глинозема является их пониженная прочность при изгибе (405 - 420 МПа), обусловленная крупнозернистостью исходного сырья - глинозема, который на 85 мас.% состоит из частиц размером до 5 мкм [ГОСТ 6912.1-93. Глинозем. Технические условия].

Ближайшим аналогом, принятым за прототип, является керамическая масса на основе глинозема, содержащая в качестве модифицирующей добавки ультрадисперсный порошок (УПД) оксида алюминия, полученный плазмохимическим методом [Ляди М.Б., Лукин Е.С. Корундовая керамика на основе оксида алюминия, полученного плазмохимическим методом. Стекло и керамика, 1998, N 2 с. 27 - 28].

Недостатком прототипа является, как и в аналоге, пониженная прочность при изгибе.

Задачей заявленного технического решения является повышение прочностных характеристик керамических изделий.

Поставленная задача решается тем, что керамическая масса на основе глинозема с модифицирующей добавкой, содержащей оксид алюминия, полученный плазмохимическим методом, содержит указанные компоненты в следующем соотношении, мас.%:
глинозем - 70,0 - 97,0;
плазмохимически полученный оксид алюминия - 3,0 - 30,0
Смешивание промышленного глинозема с плазмохимически полученным ультрадисперсным порошком (УПД) оксида алюминия, обладающий высокой поверхностной энергией, обеспечивает активацию последующего процесса спекания керамики, из-за чего повышается ее плотность, улучшаются прочностные характеристики.

Введение плазмохимически полученного оксида алюминия в стандартный глинозем до содержания его в смеси менее 3% приводит к ухудшению прочностных характеристик получаемой из такой смеси керамики из-за недозаполнения частицами УДП оксида алюминия пустот между крупными зернами глинозема.

Введение плазмохимически полученного оксида алюминия в стандартный глинозем до его содержания в смеси выше 30% ведет к ухудшению прочностных характеристик получаемой керамики.

Используемый в заявленном способе плазмохимически полученный оксид алюминия производят на плазмохимической установке, в которой воздушный поток нагревают в высокочастотном индукционном электрическом разряде. Горячий воздушный поток подают в реакционную камеру, в которую через диспергирующие устройства вводят распыленный водный раствор нитрата алюминия. Из капель, получивших тепло горячего воздушного потока, испаряется вода, а сухой остаток разлагается до оксида алюминия с размером частиц 0,2 - 0,6 мкм. Оксид алюминия выделяют из пылепарогазовой смеси в вихревых пылеуловителях.

При реализации заявляемого способа оксид алюминия, получаемый плазмохимическим способом, добавляли в заданном для каждого конкретного примера соотношении к порошку стандартного глинозема марки ГК, ГОСТ-6912.1.-93, в этом глиноземе было не менее 85% монозерен до 5 мкм. Порошки смешивали в течение 64 часов. Из смеси на гидравлическом прессе прессовали заготовки образцов для прочностных испытаний. Заготовки спекали в вакуумной печи типа СВЧ с вольфрамовыми нагревателями при остаточном давлении 30 - 40 Па и температуре 1500^oC в течение 4 часов.

Прочностные характеристики образцов керамики, изготовленных из смесей стандартного глинозема и плазмохимически полученного оксида алюминия, приведены в прилагаемой таблице.

Из сопоставления примеров 2 - 6 с примерами 1, 7 видно, что керамический материал, получаемый из керамических масс на основе промышленного глинозема, содержащих плазмохимически полученный оксид алюминия в количестве 3,0 - 30,0 мас. %, имеет более высокую прочность при изгибе, чем материалы, полученные только из промышленного глинозема или керамических масс на его основе с отклонениями по содержанию плазмохимически полученного оксида алюминия от заявляемых пределов.

Изобретение относится к области технической керамики и огнеупоров и может быть использовано для изготовления изделий, применяемых в электротехнике, машиностроении, химической и металлургической промышленностях и других отраслях. Керамическая масса на основе глинозема содержит в качестве модифицирующей добавки плазмохимически полученный оксид алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.%: глинозем 70,0 - 97,0, плазмохимически полученный оксид алюминия 3,0 - 30,0. Использование предлагаемой керамической массы позволяет получить материалы с более высокой прочностью при изгибе. 1 табл.

Керамическая масса на основе глинозема с модифицирующей добавкой, содержащей оксид алюминия, полученный плазмохимическим методом, отличающаяся тем, что она содержит указанные компоненты в следующем соотношении, мас.%:
Глинозем - 70,0 - 97,0
Плазмохимически полученный оксид алюминия - 3,0 - 30,0о