Изобретение относится к способам изготовления керамических деталей из нитрида алюминия и может быть использовано в электронной, радиотехнической, авиационной промышленностях и других областях техники.
Известны способы изготовления деталей прессованием из традиционных керамических масс и минергшьных порошков с применением различных связующих, в качестве которых используются вода, водные растворы поливинилового спирта и декстрина, вещества парафинового ряда, каучук, смолы и некоторые другие }
Однако при изготовлении деталей прессованием из нитрида алюминия поливиниловый спирт, декстрин и другие вещества, применяемые в виде водных растворов, не могут быть использованы в качестве связующего вследствие разложения нитрида алюминия под воздействием влаги.
Применение при прессовании порсияков, содержащих нитрид алюминия, других известных безводных связок осложняет технологический процесс, так как требует для удаления связки проведения дополнительного предварительного обжига в среде высркочистого азота при 800-1100 С.
Известно, что детали из традиционных керамических масс, полученные прессованием с использованием в качестве связки парафина, каучука и им подобных, можно спекать и без предварительной термической обработки, но такой обжиг возможен лишь в окис10лительной среде, т.е. на воздухе в пламенных или электрических печах.
Однако этот способ не применим для деталей из нитрида алюминия изза возможности его окисления.
15
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления огнеупорных изделий,использующий сублимационное связующее
20 на основе смеси парадихлррбензола и этилцеллюллозы и обжиг в защитной атмосфере 2.
По известному способу получения керамич.еских изделий имеет место
25 сублимация при температурах парадихлорбензола а этилцеллюлоза, необходимая для сохранения прочности сырца, выгорает без остатка при более высоких температурах. Получен30ный известным способом керамический
материал обладает большой пористостью, а продукты разложения этилцеллюлозы загрязняют рабочее пространство печи.
Целью изобретения является получение вакуумноплотных изделий из нит рида алюминия и повышение производительности технологического процесса.
Поставленная цель достигается тем что согласно способу изготовления керамических изделий путем смешивания огнеупорного порошка с сублимирующим связующим, фбрмов ания загЪто БОК и их термообработки, в качестве связующего исдользуют 4-10 мае.% сублимационного клея на основе твердого фреона и алкилбензола.
Детали, отпрессованные на этой связке, не требуют предварительной длительности термической обработки, так как связка субилимируется из деталей без остатка при ИО-ХЗВ С и может быть удалена нагревом в термостате. Материал, полученный спеканием нитрида алюминия на предложенной связке, является вакуумноплотным.
Безводный сублимационный клей не гидролизует порошок нитрида алюминия и может- быть использован также при прессовании любых композиций, разлагающихся под действием влаги,
Объемная масса полуфабриката,отпрессованного из нитрида алюминия на сублимационной связке, составляет 2,40-2,45 г/см, что соответствует плотности деталей, изготовленных тем же способом; но на парафиновой и каучуковой связке, и значительно выше плотности деталей, изготовленных по известному способу.
В зависимости от состава исходного порошка и его дисперсности для получения прессовочной массы вводят от 4 до 10 мас.% сублимационного клея.
Уменьшение количества связки менее -4 мас.% не позволяет получить .сы рец с достаточной механической прочностью, а увеличение сверх 10 мас.% приводит к разупрочнению сырца при ее сублимировании.
Отпрессованные на сублимационном клее детали обладают механической прочностью, вполне достаточной для выполнения всех последующих операций .
Связка на основе сублимационного клея может быть использована для прессования порошков любого состава, когда имеются затруднения, связанные с предварительным обжигом.
Пример. Отвешивают требуемое количество гухого порошка керамической массы, содержащей в своём составе нитрид алюминия, помещают в термостат и нагревают до 100-110с. Отвешивают тверду ю сублимационную связку, из расчета заданного процентного содержания и в фарфоровой чашке на электроплите расплавляют до жидкого состояния при 75-85 С.
В горячий, вынутый из термостата порошок, добавляют расплавленную связку и тщательно перемешивают припомощи шпателя или ложки.
После смешивания порошок со связкой протирают через сито № 015. Операцию повторяют 2-3 раза с целью более равномерного распределения связки.
Из готового пресс-порошка прессуют детали любым методом при удельном давлении 200-300 мН/м. Неиспользованный пресспорошок хранит в стёк:лянных банках с герметичной крышкой. Срок хранения в указанной упаковке при комнатной температуре до 1 мес.
Далее детали загружают в высокотемпературную вакуумноазотную печь, герметизируют, откачивают до остаточного давления рт.ст., после чего вводят на проток азот и подают напряжение на нагреватели. Весь период обжига (до 1750-195(f CJ и охлаждения (до 100-150 CJ печь продувают азотом.
В табл. 1 приведены данные спеченного материала на основе предлагаемой сублимационной связки. Значения истинной пористости спеченного материала позволяют отнести его к вакуумно-плотным, тогда как, материал/полученный спеканием на основе сублимационной связки по известному способу, обладает значительной пористостью (до 30%).
В табл. 2 приведены данные, характеризующие полноту удаления предлагаемой связки при ее сублимациив темостате до 120° С.
Приведенные данные убедительно показывают, что предлагаемая сублимационная свяЭка уже при пол- ностью удаляется из отпрессованной керамики на основе нитрида алкнииния.
Использование изобретения при изготовлении изделий из нитрида алюминия прессованием дает технико-экономический эффект, за счет значительного (в 5-6 раз) сокращения длительности технологического цикла (отсутствует предварительный обжиг деталей с целью удаления связки). В результате получают экономию.электроэнергии, достигающую лишь на одной печи К$-80 порядка 80-90 тыс.кВт-ч в год.
Таблица
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| Термопластичная связка для оформления керамических деталей горячим литьем под давлением | 1982 |
|
SU1024438A1 |
| СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ ИЗ НИТРИДА КРЕМНИЯ | 2008 |
|
RU2365564C1 |
| ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРИСТОГО КЕРАМИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА | 1992 |
|
RU2033987C1 |
| ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРИСТОГО ТЕРМОСТОЙКОГО КЕРАМИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА | 1992 |
|
RU2031886C1 |
| Керамический материал | 1991 |
|
SU1835398A1 |
| Способ изготовления керамики из нитрида кремния с легкоплавкой спекающей добавкой алюмината кальция | 2019 |
|
RU2734682C1 |
| ШИХТА ДЛЯ ВЫСОКОТЕПЛОПРОВОДНЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ НИТРИДА АЛЮМИНИЯ И СПОСОБ ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЯ | 1992 |
|
RU2032642C1 |
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМИКИ ИЗ ТИТАНАТА АЛЮМИНИЯ TONALOX - TCS | 1993 |
|
RU2054400C1 |
| СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СОСТАВНОЙ КАНАЛЬНОЙ ПРОБКИ ДЛЯ ПРОДУВКИ МЕТАЛЛА ГАЗОМ, ОГНЕУПОРНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КАНАЛЬНОЙ ПРОБКИ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КАНАЛООБРАЗУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ КАНАЛОВ В ПРОБКЕ | 1998 |
|
RU2132395C1 |
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОРУНДОВОГО КЕРАМИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА | 1992 |
|
RU2046775C1 |
Формула изобретения
Способ изготовления керамических изделий путем смешивания огнеупорного порошка с сублимирующим связующим,
формования заготовок и их термообработки, отличающийся тем, что, с целью получения вакуумноплотных изделий из нитрида алюМиния и повышения производительности процесса, в качестве связующего используют 410 мас..% сублимационного клея на основе твердого фреона и алкилбензола.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
кл 264-49, опублик. 1975 (прототип)
