Способ изготовления карбидокремниевых изделий Советский патент 1996 года по МПК C04B35/56 

ГП

е

ч

И

es

v©

Изобретение относится к производству карбидокремниевого огнеприпаса (плит и стоек) с высоким содержанием карбида кремния, применяемого для обжига тонкокерамических изделий, например фарфоровых, и позволяет повысить стойкость карбидокремниевых изделий к окислению. Способ изготовления карбидокремниевых изделий характеризуется двухстадийным смешиванием компонентов шихты. Вначале производят смешивание карбида кремния с пластификатором, а затем полученной смеси с глинистым компонентом, причем в качестве пластификатора используют лиг- носульфонат натрия плотностью 1,18 1,24 г/см , нагретый до 60 - 80°С, а карбид кремния применяют с суммарной удельной поверхностью 80 - 105 см /г при следующих соотношениях компонентов, мас.%: карбид кремния 87,5 - 93,0; огнеупорная глина 3,0 - 10,0; лигносульфонат натрия 2,5 - 4,0. Материал, стойкий к окислению карбида кремния и с рациональной механической прочностью ( 19,3 - 27,9 МПа) может быть обеспечен лишь за счет оптимального соотношения компонентов шихты, а также оптимизации агрегатного состояния лигносульфоната натрия и удельной поверхности карбида кремния, при этом количество циклов эксплуатации образцов при полном обжиге фарфора, после которых начальное содержание карбида кремния снижается на 5%, составляет 85 - 130. 1 табл. СЛ d ON К) н U К) W

р

CQ

Изобретение относится к производству карбидокремниевого огнеприпаса, применяемого для обжига тонкокерамических изделий, например фарфоровых, и обжигаемого предварительно в условиях окислительной или резкоокислительной среды: содержание Оа 4-12%,

Целью изобретения является повышение стойкости карбидокремниевых изделий с высоким содержанием карбида кремния к окислению.

При обеспечении достаточно стабильного к условиям эксплуатации фазового состава карбидокремниевого материала на алюмосиликатной связке механическая прочность материала изделий на изгиб должна находиться в пределах 18-28 МПа.

Шихту готовят полусухим способом с увлажнением вначале наполнителя (карбида кремния) нагретым лигносульфонатом натрия, затем после ввода тонкомолотой глины - доувлажнение шихты также нагретым лигносульфонатом натрия до рабочей влажности. При этом за счет весьма малой вязкости лигносульфоната натрия, нагретого до температуры 60-80°С, обеспечивается хорошее обволакивание зерен карбида кремния данным продуктом. В дальнейшем при вводе глинистого связующего частицы последнего оседают на той же поверхности зерен карбида кремния и обогащаются легкоплавкими соединениями, включающими щелочной металл - натрий. Шихта при этом приобретает хорошую пластичность при минимальном содержании воды. При обжиге отпрессованных изделий соединения натрия играют роль минерализаторов, снижающих вязкость расплава глины, что, в свою очередь, способствует также лучшему обволакиванию зерен карбида кремния глинистой связкой в процессе обжига и уменьшает тем самым разрушение карбида кремния.

Пример 1. Карбид кремния в количестве 90% от сухой массы шихты с размером зерен, находящимся в пределах 1,6-0,03 мм и с суммарной удельной поверхностью 89,4

см /г, увлажняют раствором лигносульфоната натрия, нагретым до температуры 80°С и имеющим плотность 1,18 г/см , с одновременным перемешиванием в смесителе Эриха до состояния, исключающего прилипание влажной смеси к каткам в течение 20 мин. Затем вводят огнеупорную тонкодисперсную латную глину (проход через сито 0,7 мм) в количестве 7,0% от мяссы сухих материалов шихты. В дальнейшем смесь вновь увлажняют нагретым до 80°С лигносульфонатом натрия с той же плотностью с одновременным перемешиванием в смесителе в течение 20-25 мин до получения

шихты с рабочей влажнортью 3,7%. При этом суммарное количество лигносульфоната натрия, введенного в щихту, составило 3,0%. Далее шихту пропускают через дезинтегратор, подвергают вылеживанию в течение 12 ч, а затем прессуют образцы с размерами 100x20x10 мм, которые после сушки обжигают в окислительной среде (содержание кислорода 6-8%) в течение 8 ч в горне с выдержкой при максимальной температуре 1410-1430°С в течение 2 ч и определяют наличие дефектов на поверхности материала (чернота сердцевины, остекло- ванность, а также предел прочности на изгиб), качество дополнительной

характеристики, доказывающей снижение стойкости материала к окислению карбида кремния при эксплуатации, выбрано количество циклов эксплуатации, после действия которых исходное содержание карбида

кремния в материале после предварительного обжига уменьшается на 5%.

В качестве образцов, использовали призмы типоразмеров 20x10x100 мм. Эксплуатацию образцов производили в скоростной щелевой печи политого обжига фарфора (цикл обжига 3,1 ч, конечная температура выдержки 1410°С).

Примеры 2-6. Порядок смешивания компонентов шихты и изготовления образцов тот же, что и в примере 1.

Состав шихт и свойства полученных образцов приведены в таблице.

Примечание.

В состав шихты прототипа введен глинистый шликер и использована технология изготовления по прототипу. Характеристики сняты в лабораторных условиях.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КАРБИ- ДОКРЕМНИЕВЫХ ИЗДЕЛИЙ, включающий смешивание карбида кремния с огнеупорной глиной и пластификатором - раствором технического лигносульфоната натрия, плотностью 1,18 - 1,24 г/см , формование и обжиг, отличающийся тем, что, с целью повышения стойкости изделий к окислению, сначала смешива-

ют карбид кремния с суммарной удельной поверхностью 80 - 105 см /г с пластификатором, нагретым до 60 - 80°С, а затем полученную смесь перемешивают с огнеупорной глиной при следующем соотношении мас.%:

Карбид кремния

Огнеупорная глина

Указанный пластификатор

компонентов

87 5 - 93 О

3,0 - 100 25 4,0