Способ изготовления керамики Советский патент 1975 года по МПК C04B35/111 C04B35/64 

1

Изобретение относится к керамической промышленности, в частности, к области изготовления алюмоаксидной для электротехнической и радиотехнической промышленности.

Известен способ изготовления алюмооксидной керамики, включаюш,ий предварительный обжит исходных компонентов до 1450°С и выше, размол полученной смеси, приготовление формовочной массы, изготовление из нее изделий и их окончательный обжиг.

Цель изобретения - снизить температуру спекания керамики и улучшить ее технические характеристики.

Цель достигается тем, что шихту керамики готовят посредством смешения а-AlaOs и минерализующихся добавок, последующего обжига полученной смеси до температуры лежащей ниже температуры образования в обжигаемой шихте амфорного расплава (800-1280°С). В результате иизжотемпературного обжига в смеси происходят твердофазовые реакции между компонентами минерализатора и а-АЬОз с образованием высокодефектных кристаллических соединений (низкая температура обжига не позволяет образующимся кристаллическим соединениям строить правильную кристаллическую решетку) .

После такого подготовительного обжига смесь размалывают и из полученной шихты формуют изделия и обжигают их око-нчательно.

5 Образование в исходной шихте (в процессе подготовительной термической обработки) надстроенных высокодефектных кристаллических структур обусловливает их повышенную химическую активность при окончательном обжиге, в результате чего изделия, отформованные из такой массы, спекаются при более низких температурах.

Полученные изделия имеют мелкокристаллическую структуру поскольку процесс спекания смещается в область, лежащую ниже температуры 1600-1650°С, температуры интенсивного роста зерен , следовательно, и улучшенные технические характеристики. Наряду с этим упрощается технологнче0 ский процесс, так 1как обжиг шихты осуществляют при температуре, при которой в обжигаемой смеси не нроисходит образование аморфного (стекловидного) расплава, после обжига шихта представляет собой кристаллический порошок, который после измельчения в течение 4-6 час достигает удельной поверхности 5-6 . Таким образом, отпадает необходимость тщательного измел1 чения исходной шихты и устраняется намол инород0. ных тел.

Изготовленные изделия илгеют стабильный хи1мический состав, усадку и высокие техничесЕие свойства.

Пример 1. Готовят шихту алюмооксидной керамики посредством смешения, вес. ч.: а-АЬОз94,4

МпО2,35

SiOa2,76

Ое2Оз0,49

Получениую смесь подвергают предварительному обжигу в защитной среде до 1100°С с выдержкой в течение 2-4 часов при максимальной температуре. Затем полученный продукт размалывают в течение 4-6 час, в результате получают кристаллический порошок с удельной поверхностью 6 ..

Из полученной шихты формуют изделия и обжигают окончательно при 1500 (+20) °С. Изделия спекаются до вакуумной плотности с объемным весом 3,70-3,75 г/см. Относительно- .низкая температура спекания, лежашая суш,ественно ниже температуры активного роста зерен AlgOs, обеспечивает получение керамики с мелкокристаллической структурой (величина зерна не более 9-12 мкм).

Пример 2. Совместный о-бжиг камт101нентов минерализатора производят не со всем а-А12Оз, а только с его частью. Например, берут вес. ч.:

МпО2,35

SiOa2,76

СегОз0,49

а-AlsOa4,4

Смесь обжигают при1100°С, разма лывают в течение 4-6 час ивводят в 90 вес. ч.

а-AljOs.

Керамика, .пригатоБле«ная таким .рфазпм, таклсе спекается :tipH низких тешгературах, поскольку при обжиге части ее шихты до 1100°С в обжигаемой смеси реализуются те

же физико-химические процессы. Такой модифицированный способ может быть рекоменован при производстве алюмооксидной кеамики, содержащей в своем составе более 95 вес. % .

Для керамических материалов, содержащих в своем составе стеклообразующий компонент, подготовительный обжиг рекомендуется производить в температурном интервале 1000-1200°С. В тех случаях, когда в

а-АЬОз вводят минерализующие добавки, не содержащие стеклообразующий окисел температура подготовительного обжита шихты может .быть повышена до 1200-1280°С.

Предмет изобретения

20

1.Способ изготовления керами ки на основе а-А12Оз и минерализующих добавок, включающий приготовление шихты, её предварительный обжиг, размол полученного материала, формование изделий и окончательный обжиг, отличающийся тем, что, с целью снижения температуры спекания керамики и улучшения её технических характеристик,

предварительный обжиг шихты осуществляют при 800-1280°С с выдержкой от 1 до 24 час.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что минерализующие добавки смешивают с частью а-А12Оз и проводят предварительный обжиг при 800-1280°С после чего обожженную смесь размалывают и смешивают с оставщейся частью а-АЬОз