КЕРАМИЧЕСКИЙ ПИГМЕНТ Российский патент 2010 года по МПК C03C1/04 

Изобретение относится к области производства керамических пигментов для жаростойких эмалевых и лакокрасочных покрытий, которые могут быть использованы в авиационно-космической, машиностроительной отраслях промышленности и в народном хозяйстве.

Известен керамический пигмент следующего химического состава, мас.%:

CoO 20,0-25,0 Al₂O₃ 40,0-45,0 Cr₂O₃ 20,0-25,0 ZnO 2,0-4,0 CaO 3,0-5,0 K₂O 5,0-7,0

(патент РФ №2323168)

Цвет пигмента - коричневато-зеленый.

Недостатком известного пигмента является недостаточная термостойкость при нагреве до температуры 150°C, 200°C (после 3 циклов теплосмен происходит изменение цвета пигмента)

Известен керамический пигмент следующего химического состава, мас.%:

SiO₂ 30,0-35,0 CaO 10,0-15,0 Cr₂O₃ 25,0-27,0 BaO 10,0-12,0 K₂O 10,0-16,0 CuO 4,0-6,0

(патент РФ №2323169)

Цвет пигмента - зеленый.

Недостатком известного пигмента является недостаточная термостойкость при нагреве до температуры 150°C, 200°C (после 5 циклов теплосмен происходит изменение цвета пигмента)

Известен керамический пигмент, следующего химического состава, мас.%:

SiO₂ 15,0-20,0 Fe₂O₃ 3,0-5,0 Na₂O 2,0-3,0 Cr₂O₃ 35,0-40,0 ZnO 8,0-13,0 ZrO₂ 3,0-5,0 MgO 10,0-15,0 B₂O₃ 5,0-10,0 F 3,0-5,0

(патент РФ №2334695)

Цвет пигмента - коричневато-зеленый.

Недостатком известного пигмента является недостаточная термостойкость при нагреве до температуры 150°C, 200°C (после 7 циклов теплосмен происходит изменение цвета пигмента)

Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является керамический пигмент следующего химического состава, мас.%:

CoO 19,0-19,5 Cr₂O₃ 18,0-19,0 ZnO 2,0-2,5 CaO 5,0-6,0 F 1,5-2,0 Al₂O₃ 52,0-53,0

(патент РФ №№2334690)

Цвет пигмента - сине-зеленый.

Недостатком прототипа является недостаточная термостойкость при нагреве до 150°C, 200°C (после 5,10 циклов теплосмен происходит изменение цвета пигмента).

Технической задачей изобретения является повышение термостойкости керамического пигмента.

Поставленная техническая задача достигается тем, что предложенный керамический пигмент, содержащий CoO, Cr₂O₃, ZnO, Al₂O₃, отличается тем, что дополнительно содержит TiO₂, Ni₂O₃, 2CaO·B₂O₃ при следующем соотношении компонентов, мас.%:

CoO 3,0-12,0 Cr₂O₃ 15,0-20,0 ZnO 0,1-1,0 TiO₂ 3,0-4,0 Ni₂O₃ 10,0-15,0 2CaO·B₂O₃ 0,1-0,5 Al₂O₃ остальное

Экспериментально установлено, что введение TiO₂, Ni₂O₃, 2CaO·B₂O₃ в шихту, а также регламентированное содержание и соотношение заявленных компонентов повышает термостойкость предлагаемого керамического пигмента.

Рентгеноструктурный анализ показал, что в процессе технологических нагревов и при испытании на термостойкость в предлагаемом керамическом пигменте образуются температуроустойчивые фазы Al₂O₃·3CaO, обеспечивающие повышение термостойкости при повышенных температурах испытания (150°C, 200°C).

Примеры осуществления

Пример 1

Для приготовления керамического пигмента взяты компоненты пигмента в соответствующих мас.%: CoO - 3,0, Cr₂O₃ - 15,0, ZnO - 1,0, TiO₂ - 3,0, Ni₂O₃ - 10,0, 2CaO·B₂O₃ - 0,5, Al₂O₃ - 67,5, их размалывали мокрым способом. Массу сушили и подвергали термической обработке при температуре 950±10°C, охлаждали и размалывали до прохождения через сито №0056. Цвет пигмента серо-зеленый.

Примеры 2, 3 получения керамического пигмента осуществляли аналогично примеру 1.

Составы предлагаемого керамического пигмента приведены в таблице 1, свойства керамического пигмента представлены в таблице 2.

Термостойкость образцов керамического пигмента определяли по количеству теплосмен до первого изменения цвета пигмента в сравнении с образцом-эталоном, который не подвергался нагреву.

Предлагаемый керамический пигмент и керамический пигмент-прототип в количестве по 10 г помещали в фарфоровые лодочки, которые одновременно загружались в электропечь, и подвергали испытанию на термостойкость по режиму 20°C-150°C-20°C, 20°C-200°C-20°C, выдержка при 150°C и 200°C составляла 1 час. Цвет керамического пигмента после испытания на термостойкость определяли визуально в сравнении с цветом пигмента эталона.

Из таблицы 2 видно, что термостойкость керамического пигмента, имеющего серо-зеленый цвет, при испытании на термостойкость по режимам 20°C-150°C-20°C, 20°C-200°C-20°C в 5 и 10 раз соответственно выше по сравнению с прототипом.

Применение предлагаемого керамического пигмента, дающего серо-зеленый цвет, позволит создать термостойкие эмали, используемые для авиационно-космической техники и декоративных изделий народного хозяйства, и увеличить ресурс их работы.

Таблица 1 Номера составов покрытий Компоненты, мас.% CoO Cr₂O₃ ZnO TiO₂ Ni₂O₃ 2CaO·B₂O₃ CaO F Al₂O₃ Предлагаемые                   1 3,0 15,0 1,0 3,0 10,0 0,5 - - Ост. 2 12,0 18,0 0,1 4,0 15,0 0,1 - - Ост. 3 7,0 20,0 0,5 3,5 12,5 0,3 - - Ост. 4 прототип 19,0 18,0 2,0 - - - 6,0 2,0 53,0

Таблица 2 № п/п Режим испытания на термостойкость Цвет предлагаемого пигмента в сравнении с эталоном после испытания на термостойкость, °C 20°С-150°С-20°С 20°С-200°С-20°С 50 теплосмен 50 теплосмен Количество теплосмен 20-150-20 20-200-20 Предлагаемые пигменты     эталон серо-зеленый 1 50 50 серо-зеленый серо-зеленый 2 50 50 серо-зеленый серо-зеленый 3 50 50 серо-зеленый серо-зеленый       Изменения цвета нет       эталон сине-зеленый Пигмент-прототип 10 5 темно сине-зеленый темно сине-зеленый       наблюдается изменение цвета

Изобретение относится к области производства керамических пигментов для жаростойких эмалевых и лакокрасочных покрытий, которые могут быть использованы в авиационно-космической, машиностроительной отраслях промышленности и в народном хозяйстве. Предложенный керамический пигмент имеет следующий химический состав, мас.%: CoO 3,0-12,0, Cr₂O₃ 15,0-20,0, ZnO 0,1-1,0, TiO₂ 3,0-4,0, Ni₂O₃ 10,0-15,0, 2CaO·B₂O₃ 0,1-0,5, Al₂O₃ - остальное. Применение предлагаемого керамического пигмента, дающего серо-зеленый цвет, позволит создать термостойкие эмали, используемые для авиационно-космической техники и декоративных изделий народного хозяйства, а также увеличить ресурс их работы. 2 табл.

Керамический пигмент, содержащий CoO, Cr₂O₃, ZnO, Al₂O₃, отличающийся тем, что он дополнительно содержит TiO₂, Ni₂O₃, 2CaO·B₂O₃ при следующем соотношении компонентов, мас.%:
CoO 3,0-12,0 Cr₂O₃ 15,0-20,0 ZnO 0,1-1,0 TiO₂ 3,0-4,0 Ni₂O₃ 10,0-15,0 2CaO·B₂O₃ 0,1-0,5 Al₂O₃ остальное