Способ получения пенокварцевой керамики Советский патент 1980 года по МПК C04B35/14 C04B21/02 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНОКВАЩЕВОЙ

1

Изобретение относится к способу получення пенокварцевой керамики на основе аморфной двуокиси кремния. Пенокварцевая керамика, полученная по данной технологии, может найти применение для теплозащиты аппаратов и изделий.

Известен способ получения пенокварцевой керамики на основе аморфной. двуокиси кремния, включающий получение пеномассы путем смешивания суспензии кварцевого стекла с пеной из водного раствора клееканифолькой эмульсии, литье, сушку и обжиг. Таким способом нельзя получить заготовки больших размеров и низкой кажущейся плотностью. С уменьшением плотности отливок резко снижаются их прочность и трещиностойкость.

Известен также способ получения легковесных керамических материалов на основе Глины, включающий смешивание глины с водой, пенообразователем и стабилизатором пены, введение упрочняющих добавок: смолы, полимеров, древесных, целлюлозных, стеклянных, асбестовых или алюмосиликатных волокон. (ШРАМИКИ

Однако изделия, полученные данным способом, имеют неудовлетворительную структуру и как следствие этого ухудшение их физикотехнических свойств, так как роспуск волокна в суспензиях в силу их низкой вязкости и большой склонности волокна к агрегированию получается неравномерным.

Наиболее близок по технической сущности и достигаемому результату к изобретению способ получения пенокварцевой керамики пеtoнометодом, включающий введение в суспеизию KBapi Boro стекла, окиси лантана с последующий смешиванием с отдельно приготовлешюй пеиой из водного раствора клееканифольной эмульсии, литье, сушку и обжиг. Однако низкие

15 прочность и трещиностойкость вспенеииых отливок, ухудшающиеся с уменьшением кажущейся плотности, не позволяют получать на их основе заготовки размером более 100x150x100 мм, с кажущейся плотностью менее 0,30 г/см .

20 Дпя получения более эффективной теплозащиты на основе аморфной двуокиси кремния требуется снижение его теплопроводности и температуропроводности . 37 Цель иэобрете1шя - повышение прочности, трещииостойкости и ашжение температуропроводности. Поставленная цель достигается тем, что в способе получения пенокварцевой керамики, включающем приготовление водной суспензии кварцевого стекла, введение в нее окиси ланта на, смешива}ше полученной суспензии с пеной из водного раствора клееканифольной эмульсии формование, сушку и обжиг изделий, в водную суспензию кварцевого стекла перед введением окиси лантана добавляют кварцевое волокно в количестве 0,15-0,70 вес.% по отношению к твердой фазе суспензии,. распущенное в 2,0-2,5%-ном водном растворе метилцеллюлозы Студнеобразный раствор мегилцеллюлозы, действующий на волокно как вязкая среда и как ПАВ, позволяет расщепить пряди волокон на отдельные составляющие. Количество вводи мого в суспензию волокна составляет 0,150,70 вес.% ниже указагшого предела эффект упрочне1шя пеноотливок незначителен, выше jTcaaaHiioro предела при высокой трещиноСтойкости: материала наблюдается разрыхление его структуры , что затрудняет обжиг. Пример 1.В суспензию на основе кварцевого стекла с кажущейся плотностью 1,44 г/см и влажностью 44%, после снижения рН суспензии соляной кислотой вводят кварцевое волокно в количестве 0,15 вес.%. Кварцевое волокно предварительно распускают в 2,0%-ном водном растворе метнлцеллюлозы в соотнощении 1 г волокна на 5 мл метилцеллю лозы. После тщательного перемещения суспензии с волокном в нее вводят 0,3 вес.% окиси лантана. Суспензию и порошок тщательно пере мешивают. Отдельно в лабораторной мешалке путем меха1шческого перемешивания водного раствора клееканифольной змульсии готовят пену. Кажущаяся плотность пены 0,045-0,055 г/см. Суспензию с введенными в нее добавками смешивают с пеной в соотношении 70 мл пены на 100 г твердой фазы суспензии. Полученную пеномассу с кажущейся плотностью 0,25 г/см формуют в металлические перфорированные формы размером 209x209x100 мм. Отливку сушат при комнатной температуре. Обжигают в силнтовой печи при 1280°С со скоростью подъема температуры 250°С/ч и выдержкой при конечной температуре обжига 2 ч, охлаждение печи инерционное. Пример 2. В суспензию кварцевого стекла с кажущейся плотностью 1,40 г/см после снижения рН суспензии до 2,0 вводят 0,70 вес.% кварцевого волокна распущенного в водном 2%-ном растворе метнлцеллюлозы в соотношении I г волокна на 7,5 мл метилцеллюлозы, после тщательного перемешивания в суспензию вводят 0,2 вес.% окиси лантана. Суспензию и порошок тщательно, перемешивают и вспенивают вводя отдельно приготовленную пену в соотношении 700 см на 10U г твердой фазы суспензии. Кажзоцаяся плотность пеномассы 0,25 г/см. Пеномассу формуют в неактивные перфорированные формы, обжигают в силитовой певд при 1280°С со скоростью подъема температуры 200°С/ч, вьщержкой при конечной температуре 2ч. Пример З.В водную суспензию, кварцевого стекла с плотностью 1,44г/см и i рН 2,0 вводят 0,3 вес.% кварцевого волокна и 0,3 вес.% окиси лантана. Волокно предварительно распущено в растворе метилцеллюлозы в соотношении 1:5Свойства полученных изделий в сравнен1Ш с прототипом представлены в табл. 1 и 2.

1,60

0,2

0,70

0,2 0,2 0,15 0,2 0,30

Таблица 1

19,0

0,35

0,39

19,4

0,29

0.24

27,4 0,33

0,27 0.36 24.0 0,25

Оin

t

-1 i

o.

N

N

«Л

Tf

N

r

О

8

00

o

о c

fN

c

N

Q,

.-1Q -l

tS00Ю

1Л Ч О

о о о

CN fO

- со

N-.

ОС

r-

o о

о

о

о

I-I

о

о

о

. 2

N

o,

oo

Q § S

о о о о

VO

rt

fM

о о

о о

il

с 2

77750918

Формула изобретениящийся тем, что, с целью повышения прочСпособ получения пенокварцевой керамики,туропровбдности, в водаую суспензию кварцевключающий приготовление водной суотензии вого стекла перед введением окиси лантана кварцевого стекла, введение в нее окиси лай- добавляют кварцевое волокно в количестве тана, смешивание суспензии с пеной из водного 0,15-0,70 вес.% по отношению к твердой фазе раствора клееканифольной эмульсин, формова-(успензии, распушенное в 2,0-2,5%-ном водном ние, сушку и обжиг изделий, отличаю-растворе метилцеллюлозы.

ности, трещиностойкости и снижения темпера