Способ изготовления пористой керамики

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИ Ч Е С К ИХРЕСПУБЛИК 69 А 1 9) Я,3 15 С 04 В 35/14 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ научно- рошко, ТумиОО М 1(71) Белорусское республиканскоепроизводственное обьединение повой металлургии(56) Авторское свидетельство СССРМ 1294794, кл. С 04 В 38/06, 1985.Патент Англии М 1388912,кл. С 04 В 21/00, 1975. Изобретение относится к получению пенокерамических фильтрующих материалов,применяемых в металлургической, химической промышленности, в частности. дляфильтрации.расплавов металлов,Известен способ изготовления фильтрующей пенокерамики, включающий пропитку поропласта с открытыми порамитиксотропной суспзнзией, удаление избытка суспензии, сушку и обжиг, Изготовленный по этому способу фильтр обеспечиваетвысокую степень очистки расплава. Однако, механическая прочность такой пенокерамики невысока, т,к. керамйческаяперемычки имеют небольйую толщину и ха-:рактеризуетсР наличием большого числа дефектов, возникакщих при интенсивномудалении продуктсз разложения органического каркасаНаиболее близ:им по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к предлагаемому является способ(54) СПОСОБ ЙЗГОТОВЛЕНИЯ ПОРИСТОЙ КЕРАМИКИ(57) Использование: получение пенокерамических материалов дляметаллургйческой химической промышленности. Сущность изобретения: органическую пену проййтывают суспензией, минеральная часть которой содержит оксиды алюминия и кремния, удаляют избыток суспензии, сушат, вновь пропитывают суспензией и обжигают при температуре 1595-1840 С, При этом используют суспензии с разнйм содержанием оксида алюминия, причем общее содержание оксида алюминия в керамике составляет более 60 мол, , 1 табл. пропитку органическои пены, например, пенополиуретана, водной керамической суспензией, сушку, повторную пропитку и обжиг, причем перед первой пропиткой производится обработка с рганического каркаса жидкостями - модификаторами, повышающими адгезию керамической суспензии. По этому способу получают пенофильтры с более высокой механической прочностью. достигаемой за счет увеличения толщины керамических перемычек. Однако, описанный способ не улучшает существенно механические характеристики, материала, т.к, спекание в отсутствии жидкой фазы не при водит-к полному "залвчиванию" дефектов.Жидкофазное сп.каниа по этому способу не представляется возможным, т,к. Керамический каркас при температуре жидкофазного спекания теряет устойчивость, Поэтому процесс спекания проводчт при температурах, обеспечивающих тверцофазное спекание, что резко увеличивает время выдержки и снижает произвоаительность процесса,Целью изобретения является повышение прочностиматериалаи йроизводительности процесса. Поставленная цельдостигается тем, что в способе, включающем пропитку органической пены керамической суспензией, минеральная частькоторой содержит оксиды алюминйя и кремния, удаление избытка суспензий, сушку,повторную пропитку и обжиг, пропитку пены ведут суспензиями с разным содержанием оксида алюминия, при этом общееколичество оксида алюминия в пористой керамике составляет более 60 мол,о , а обжигосуществляют при 1595-1840 С,Положительный эффект способа обусловлен следующим. Диаграмма состояниясистемы АЬОз - ЯОз делится на две области;состав 1 с содержанием АЬОз более 60 оитемпературой солидуса 1840 С и состав И ссодержанием А 20 з менее 60% и температурой солидуса 1595 С,При нагреве до температур выше1595 С, но ниже 1840 С в-слое составобразуется жидкал фаза. В то же время слойсостава 1 остается в твердом состоянии, Инф. ильтрацияя жидкой фазы из слоя составав слой составаприводит к залечиваниюдеФектов, образующихся- в результате интенсивного разложения органического каркаса, Кроме того, пропитка жидкой фазойпорогового пространства слоя составазначительно интенсифицирует процессспекания за счет ускоренной перекристал лизации фаз и ускоренного роста межчастичных контактовЕсли температура спекания превышает1840 С, в обоих слоях появляется жидкаяфаза, и керамический каркас теряет механическую устойчивость, При температуре обжига менее 1595 С жидкая фаза в обоихслоях отсутствует, и спекание происходитпо мехэйизму твердофазйой диффузии, скорость которой, особенно в слое состава 1,крайне мала,Кроме того, не происходит залечиваниедефектов, образовавшихся в результате выгорания органического каркаса, Поэтому неудается в конечном итоге достичь высокихзначений механической прочности.Для успешной реализации способа должно выполняться условие - содержание оксида алюминия в керамике60 мол.%. Приэтом жидкая Фаза, образующаяся в процессе спекания в слое состава И, пропадает врезультате процессов перекристаллизации,стремясь к своему равновесному значениюс содержанием А 20 з более 60 мол.% (состав) и температурой солидуса 1840 С. В случае, если содержание оксида алюминия60 мол,%, жидкая фаза появляется вобоих слоях, что приводит к потере устойчивости материала Условие - содержание оксида алюминия60 мол.% накладывает ограничение на 5 содержание в наружном слое состава И; Таким образом, в предлагаемом способе достигается двойной эффект. Во-первых, наличие жидкой фазы обеспечивает повышение прочности материала за счет 10 "залечивания" дефектов керамических перемычек, Во-вторых, присутствие жидкой фазы повышает производительность процесса за счетускорейной перекристаллизации фаз и ускоренного роста межчастичных 15 контактов. П р и м е р 1, Заготовку размером60 х 60 х 60 из открытоячеистогопенополиуретана со средним размером ячейки 2,5 мм20 пропитывали суспензией, состоящей из 902 + 90 мол,% А 20 з, удаляли излишки суспензии, сушили, при 150 ОС 1 ч,произвожигали при 1720 ОС 1 ч П р и м ер 2, Заготовку из открытоячеистого пенополиуретана размером 60 х 60 х 60 мм со средним размером ячейки30 2,5 мм пропитывали суспензией, состоящей из 302+ 70 мол,% А 20 з, удаляли избыток суспензии, сушили при 150 С 1 ч, повторно пропитывали тем же составом и обжигалипри 1720 С 3 ч.Прочность на сжатие определяли на 35 разрывной машине (ФРГ) по методике, разработанной на основании ГОСТ 4736-81. Пористость определяли стандартным методом гидростатического взвешивания. Экс 40 периментальные данные, полученные на образцах по примерам 1 и 2, а также на образцах, полученных аналогично, представлены в таблице,Анализ полученных результатов показывает, что предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет повысить механическую прочность более чем в 2-3 раза и увеличивает производительностьпроцесса в 3 раза.Формула изобретения 50 Способ изготовления пористой керамики, включающий пропитку органической пены керамической суспензией, минеральная часть которой содержит оксиды алюминия и кремния, удаление избытка суспензии, сушку, повторную пропитку и обжиг, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения прочности пористой керамики и производидили повторную пропитку суспензией состава Я 02 + 50 мол.% А 20 з, Заготовку 25 продували сжатым воздчхом; сушили и об1782969 Сеойстаа обраацое. поаученнмх оо предлагаемому способу Составитель Е,Бикбулатова1Теехред М,МоргенталКорректор С.Юско дакто каз 4489 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035. Москва. Ж, Раушская наб., 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина. 101 5 6тельности процесса, пропитку пены ведут сида алюмийия в пористой ксрэмикесоставеуспензиями разным содержанием оксида, ляет более 60 мол, с. а обжиг осуществляют алюминия, при этом общее количество ок- при 1595-1840 С.