СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОРУНДОВОЙ КЕРАМИКИ Российский патент 2010 года по МПК C04B35/111 

Описание патента на изобретение RU2405756C1

Изобретение относится к способам получения корундового керамического материала, предназначенного для изготовления изделий из конструкционной керамики с повышенными статическими нагрузками.

Известен способ получения высококачественной конструкционной корундовой керамики со стеклодобавкой - минерализатором, содержащим оксиды кремния, кальция и бора в массовом соотношении 1:1:1 и спеченным при 900-1000°С. При этом шихта дополнительно содержит фторидосодержащую добавку в количестве 0,5-1 мас.%., а обжиг керамики проводят при температуре 1500-1550°С (пат. №2119901, МПК С04В 35/10, С04В 35/18, от 10.06.97, опубл. 10.10.1998 г.). Недостатком известного способа является повышенная температура обжига керамики.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ получения корундового керамического материала, предназначенного для изготовления изделий из конструкционной керамики со стеклодобавкой минерализатором, содержащим оксиды магния, кальция, кремния и бора при массовом соотношении 0,5:0,5:1:1 (пат. №2171244, МПК С04В 35/111, от 10.04.2000, опубл. 27.07.2001 г.). Обжиг керамики проводят при 1440-1460°С, а шихта имеет следующее соотношение компонентов, мас.%:

Гидрооксид алюминия и/или глинозем в пересчете на оксид алюминия 88-92 Стеклодобавка 8-12

Недостатком наиболее близкого к заявляемому известного способа является повышенная температура обжига керамики (1440-1460°С), а также необходимость предварительного спекания стеклодобавки - минерализатора (8-12 мас.%) при достаточно высоких температурах 900-1000°С. Использование высоковязкой минерализующей добавки - стеклобоя (вязкость в температурном интервале обжига керамики 106 Па·с) в незначительной степени способствует переводу процесса спекания в область более низких температур.

Задачей предлагаемого способа является получение корундовой керамики, имеющей более низкую температуру спекания при повышенных прочностных характеристиках.

В этом состоит новый технический результат, находящийся в причинно-следственной связи с существенными признаками изобретения.

Существенные признаки изобретения заключаются в том, что глинозем смешивают с минерализатором в виде хлоридов щелочных и щелочеземельных металлов КСl, MgCl2, LiCl, CaCl2, NaCl, BaCl2, характеризующихся вязкостью от 1 до 5 Па·с и поверхностным натяжением (50-250)·10-3 Н/м в температурном интервале обжига керамики в количестве 1-2 мас.% по катион-кислородному компоненту, приготовление спека осуществляют при температуре 1300°С, а обжиг проводят при температуре 1350-1400°С.

Минерализующие добавки в глинозем вводили с учетом эквивалентного содержания в них минерализующего компонента (катион-кислородного компонента). Фактическое соотношение количества введенного минерализатора и количества катион-кислородного компонента в нем приведено в таблице 1. При этом сравнение минерализующего эффекта в зависимости от вязкости и поверхностного натяжения добавок осуществляется по одинаковому количеству введенных с минерализатором оксидов металлов.

Использование минерализатора с вязкостью от 1 до 5 Па·с и поверхностным натяжением (50-250)·10-3 Н/м в температурном интервале обжига керамики обеспечивает существенное снижение температуры обжига за счет образования жидкой фазы высокой реакционной активности с низкой вязкостью и низким поверхностным натяжением расплава минерализатора. Содержание минерализатора в заявляемых количествах (1-2 мас.% по катион-кислородному компоненту) обеспечивает существенное повышение прочностных характеристик.

Способ осуществляется следующим образом. Глинозем и минерализатор с вязкостью от 1 до 5 Па·с и поверхностным натяжением (50-250)·10-3 Н/м в температурном интервале обжига керамики в количестве 1-2 мас.% по катион-кислородному компоненту тщательно измельчают до фракции 1-3 мкм и смешивают в заявленном соотношении. Полученную шихту синтезируют при температуре 1300°С и вновь измельчают, преимущественно в вибромельнице. Из полученной шихты формуют образцы при давлении формования 80-100 МПа, а далее обжигают при температуре 1350-1400°С.

Данные по виду минерализатора, его содержанию в керамической массе, температуре спекания и прочностным характеристикам обожженных изделий по заявляемому способу в сравнении с прототипом представлены в табл.1. Обоснование оптимального количества минерализатора по заявляемому способу представлено в табл.2 и приведено по отношению к самой эффективной минерализующей добавке КСl, обладающей минимальной вязкостью (вязкость 1 Па·с в температурном интервале обжига керамики).

Анализ данных табл.1 свидетельствует о перспективности использования при получении корундовой керамики минерализующих добавок, характеризующихся вязкостью от 1 до 5 Па·с и поверхностным натяжением (50-250)·10-3 Н/м в температурном интервале обжига керамики. Использование высоковязких минерализующих стеклодобавок (вязкость в температурном интервале обжига керамики - 106 Па·с) не обеспечивает преимущества по температуре спекания и показателям прочности при изгибе в сравнении с низковязкими минерализаторами, заявляемыми в способе. Низковязкие минерализаторы образуют высокоподвижную, маловязкую и однородную жидкую фазу, что в свою очередь приводит к более раннему созреванию материала, активации процесса формирования основной кристаллической фазы - корунда и, как следствие, повышению качества изделий при более низких температурах спекания.

Таблица 2 Вид минерализатора Содержание минерализатора Температура Прочность при изгибе, по катион-кислородному обжига, °С МПа компоненту, мас.% 1 К2О 1380 430 КСl 2 К2О 1350 460 3 К2О 1370 420

Похожие патенты RU2405756C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОРУНДОВОЙ КЕРАМИКИ 2019
  • Фирсенков Анатолий Иванович
  • Фирсенков Андрей Анатольевич
  • Иванова Людмила Петровна
RU2728911C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОРУНДОВОЙ КЕРАМИКИ 2012
  • Никифорова Элеонора Михайловна
  • Еромасов Роман Георгиевич
RU2494994C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОРУНДОВОЙ КЕРАМИКИ 1997
  • Голдин Б.А.
  • Кузнецов И.Г.
  • Кузнецова Л.А.
  • Рябков Ю.И.
RU2119901C1
Шихта на основе оксида алюминия и способ ее получения 2021
  • Харитонов Дмитрий Викторович
  • Анашкина Антонина Александровна
  • Русин Михаил Юрьевич
  • Куликова Галина Ивановна
  • Алексеев Михаил Кириллович
  • Шер Николай Ефимович
  • Лаврова Оксана Владимировна
  • Бизин Игорь Николаевич
RU2775746C1
ШИХТА НА ОСНОВЕ ОКСИДА АЛЮМИНИЯ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОЧНОЙ КЕРАМИКИ 2019
  • Непочаев Юрий Кондратьевич
  • Богаев Александр Андреевич
  • Плетнев Петр Михайлович
  • Маликова Екатерина Владимировна
RU2730229C1
Способ изготовления керамического защитного элемента системы гамма-каротажа роторных управляемых систем (варианты) 2022
  • Каюров Константин Николаевич
  • Еремин Виктор Николаевич
  • Напреева Светлана Константиновна
  • Буякова Светлана Петровна
  • Шмаков Василий Валерьевич
  • Севостьянова Ирина Николаевна
  • Абдульменова Екатерина Владимировна
  • Буяков Алесь Сергеевич
RU2798534C1
Способ получения конструкционной керамики на основе оксида алюминия 2022
  • Харитонов Дмитрий Викторович
  • Анашкина Антонина Александровна
  • Русин Михаил Юрьевич
  • Куликова Галина Ивановна
  • Алексеев Михаил Кириллович
  • Шер Николай Ефимович
  • Бизин Игорь Николаевич
  • Михалевский Дмитрий Андреевич
RU2789475C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОРУНДОВОЙ КЕРАМИКИ 2000
  • Рябков Ю.И.
  • Кузнецов И.Г.
  • Голдин Б.А.
  • Кузнецова Л.А.
RU2171244C1
Способ получения реактивного альфа-оксида алюминия 2022
  • Трубицын Михаил Александрович
  • Воловичева Наталья Александровна
  • Фурда Любовь Владимировна
  • Лисняк Виктория Владимировна
  • Курбатов Аким Петрович
RU2791045C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ НА ОСНОВЕ ОКСИДА АЛЮМИНИЯ 2006
  • Мизин Павел Петрович
  • Денискин Валентин Петрович
  • Выбыванец Валерий Иванович
  • Рысцов Вячеслав Николаевич
  • Проценко Ольга Вячеславовна
  • Соколов Александр Анатольевич
  • Королёв Андрей Викторович
RU2322422C2

Реферат патента 2010 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОРУНДОВОЙ КЕРАМИКИ

Изобретение относится к способам получения корундового керамического материала, предназначенного для изготовления изделий из конструкционной керамики с повышенными статическими нагрузками. Согласно изобретению глинозем смешивают с минерализатором, характеризующимся вязкостью от 1 до 5 Па·с и поверхностным натяжением (50-250)·10-3 Н/м в температурном интервале обжига керамики в количестве 1-2 мас.% по катион-кислородному компоненту, получают спек при температуре 1300°С. Спек измельчают, прессуют и проводят обжиг при температуре 1350-1400°С. В качестве минерализующей добавки используются хлориды щелочных и щелочноземельных металлов КСl, MgCl2, LiCl, CaCl2, NaCl, BaCl2. Техническим результатом является понижение температуры спекания керамики при одновременном повышении предела прочности при изгибе. 2 табл.

Формула изобретения RU 2 405 756 C1

Способ получения корундовой керамики, включающий измельчение и смешивание глинозема с минерализующими добавками, получение опека, его измельчение, прессование и обжиг керамики, отличающийся тем, что глинозем смешивают с минерализующими добавками в виде хлоридов щелочных и щелочноземельных металлов КСl, MgCl2, LiCl, CaCl2, NaCl, BaCl2 с вязкостью от 1 до 5 Па·с и поверхностным натяжением (50-250)·10-3 Н/м, в температурном интервале обжига керамики в количестве 1-2 мас.% по катионкислородному компоненту, спек получают при температуре 1300°С, а обжиг керамики проводят при температуре 1350-1400°С.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2010 года RU2405756C1

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОРУНДОВОЙ КЕРАМИКИ 2000
  • Рябков Ю.И.
  • Кузнецов И.Г.
  • Голдин Б.А.
  • Кузнецова Л.А.
RU2171244C1
SU 228584 A, 18.03.1969
Способ изготовления керамики 1972
  • Пузырев Эдуард Игоревич
  • Шапиро Генриетта Мироновна
SU460273A1
Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1
US 4799938 A, 24.01.1989.

RU 2 405 756 C1

Авторы

Никифорова Элеонора Михайловна

Еромасов Роман Георгиевич

Никифоров Анатолий Иванович

Даты

2010-12-10Публикация

2009-07-20Подача