Состав шихты для получения кордиеритовой керамики Советский патент 1989 года по МПК C04B35/18 

1

Изобретение относится к производству кордиеритовой керамики с низким температурным коэффициентом линейного расширения, легко переносящей удары.

Целью изобретения является повышение выхода кордиерита при одновременном снижении температуры синтеза, а также получение материала с равномерной пористой структурой.

Для получения плотной кордиеритовой керамики берут, мас.%: перлит 55; тонкодисперсный гидроксид алюминия в виде порошка размером частиц 5-7 мкм 25,0; гидрокарбонат магния 20,0.

Поскольку перлит содержит до 1 2 - 13 мас.% , то это количество учитывается при составлении шихты. Это касается также MgO. Компоненты шихты измельчаются, затем перемешиваются и уплотняются для дальнейшей термообработки. Для получения кордиерита расплавлением шихты и его кристаллизации используют шахтную печь с карбидокремниевыми нагревателями, регулируемая потенциометром. Температура до 1350 С поднимается в течение 3-4 ч и поддерживается в течение 2,5 ч для полного взаимодействия реагирующих компонентов. Процессу взаимодействия исходных компонентов способствует перлит (в ка4Ь

sj

Ј

Јь J

честве плавня) и тонкодисперсная активная гидроокись алюминия размером частиц 5-7 мкм, которая в процессе повышения температуры до 1350°С хотя и претерпевает модифика- ционные изменения и переходит в «i-Al203 однако сохраняет активность и реакционноспособность. Процесс ми- нералообразования начинается с момен та понижения температуры расплава медленным его охлаждением. Протекает «реакция

мр4(он)2(со3) .зн4о + iosioa +

+ 8А1(ОН),

О

,2l2MgOJ 2Aligil5Si02 + Зсо кордиеритs

+ 16 Н20

Экспериментально доказано, что кристаллизация происходит из расплава в сравнительно коротком температурном и временном интервале (при понижении температуры с 1350 С со скоростью 80-100 град/ч).

Таким образом, процесс минерало- образования кордиерита завершается в течение 2-3 ч и дальнейшее охлаждение протекает наиболее интенсивно. Под поляризационным микроскопом наблюдаются призматические кристаллы кордиерита с высоким двойным лучепреломлением. Показатели светопреломления Ng 1,528; Np 1,519. -98,5% препарата состоит из кристаллического кордиерита. Данные рентгенометрического анализа показывают, что интенсивность дифракционных линий, а также расстояние между ними идентич- ны соответствующим данным природного кордиерита. Плотность (d) полученного кордиерита определяют пикномет- рическим методом, d 2,60-2,65. Температурный коэффициент линейного рас- ширения (ТКЛР) при 20-800°С равен 2,0 . Огнеупорность 1540РС. Водопоглощение нулевое. Определяют пределы прочности при сжатии и статическом изгибе кристаллического плотного кордиерита, которые составляют соответственно 3300 и 980 кгс/см2.

Q

5

0

5

5 0 45 50

Для получения пористой кордиери- товой керамики в качестве выгорающей добавки используется порошок скорлупы персиковых косточек, размером частиц 0,05-0,1 мм. Смесь измельчается до величины частиц 0,2 - 0,33 мм. Из шихты приготовляют пластичную формуемую массу, из которой прессуют сырец и обжигают его при температуре, требуемой для спекания сырьевых материалов и образования кордиеритовых кристаллов. Температура получения пористого кордиерита 1250-1270 С, температурный коэффициент линейного расширения в интервале температур 20-800°С равен 1,4 . Пористая керамика имеет ряд преимуществ по сравнению с плотной: обладает более значительной стойкостью к термоударам и дугостой- костью.

Для получения пористой кордиери- товой керамики берут те же компоненты и выгорающую добавку - скорлупу персиковых косточек.

Состав шихты и некоторые свойства приведены в табл.1, остальные свойства - в табл.2.

Формул-а изобретения

1. Состав шихты для получения кордиеритовой керамики, включающий соединения магния, кремния и алюминия, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода кордиерита при одновременном снижении температуры синтеза, он содержит в качестве указанных соединений соответственно гидрокарбонат магния,перлит и гидроксид алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.%: Гидрокарбонат магния 19-21 Перлит53-57

Гидроксид алюминия24-26

2.Состав шихты по п,1, отличающийся тем, что, с целью получения материала с равномерной пористой структурой, он содержит на 83-88 мас.% шихты 12-17 мас.% монодисперсного порошка скорлупы персиковых косточек.

Таблица 1

Изобретение относится к технике получения термостойкой керамики, стойкой к тепловым ударам, и может найти применение как плотный и пористый огнеупорный материал. Изобретение направлено на повышение выхода кордиерита при одновременном снижении температуры его синтеза и получение материала с равномерной пористой структурой. Для этого шихта, включающая соединение магния, кремния и алюминия, содержит в качестве этих соединений соответственно гидрокарбонат магния, перлит и гидроксид алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.%: перлит 53-57, гидроксид алюминия 24-26, гидрокарбонат магния 19-21. Термообработку смеси ведут при 1250-1350°с. Причем , для получения пористой кордиеритовой керамики на 83-88 мас.% шихты вводят 12-17 мас.% монодисперсного порошка скорлупы персиковых косточек. Выход кордиерита 96,5-98,5%. 1 з.п.ф-лы. 2 табл.

Содержание, мас.%:

гидрокарбонат магния

гидроксид алюминия

перлит

тонкодисперсный порошок

скорлупы персиковых кост Температура синтеза, С Выход кристаллического перлита, % Средний размер пор, мкм

-

2,6-2,65

1,5-1,6 0,9-1,5

23-25 35-36 - . 47-68

Редактор А.Гунько

Составитель К.Соболева Техред М.Дидык

Заказ 1838/22

Тираж 589

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

20 25 55

350

8,5

21 26 53

19

24 57

20 29

44

17

1350 1335 98,5 98,0

22

17,5 46

14,5

24 16 48

12

60-70 50-60 40-50

Таблица 2

980

1540

500-600

2,0

98,5

«15

1480 1540

900-1000 1,4 9001,47,0

96,5 90-96

Корректор С.Шекмар

Подписное