Способ получения пористой цирконовой керамики

Союз СоввтскикСоциапистическиаРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ои 885225) Авторыизобретения А. А. Даб 1) Заявите ОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРИСТОЙ ЩИРКОНОВОЙ КЕРАМИКИного Изобретение относится к производству керамических материалов, в частности пористой цирконовой керамики.Известен способ получения пористойцирконовой керамики, состоящий из сухового помола циркона в вибромельнице, смешение его с гипсом, алюминиевой пудрой и известью, формование испекание при 1580 С 111,Основными недостатками дан спо"соба являются сложность процесса поро 10образования и высокая кажущаяся плотность пористой керамики.Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результату кпредлагаемому является способ получе 15ния пористой цирконовой керамики, состоящий в мокром измельчении циркона,стабилизации суспензии, смешиванииее с предварительно приготовленнойпеной на основе водного раствора клее канифольной эмульсии, формовании методом литья, длительной сушке и спекании при 1450-1550 С 1 2. Способ получения пористой цирконовой керамики имеет существенные недостатки, обусловленные тем, что для получения пористой керамики (пористость истинная больше 807) используются мало концентрированные суспенэии с влажностью 40-507., а также дополнительно в массу перед формованием вместе с пеной вводится большое количество воды, а это приводит к существенным усадкам полуфабриката 1,при истинной пористости 80-903 усадка на стадии сушки равна 25-352), длительной сушке 1 5 сут), что создает существен-ные технологические трудности, котовоэрастают с увеличением герметиих размеров иэделий.Цель изобретения - снижение уседки и сокращение продолжительности сушки.Поставленная цель достигается тем, что в способе получения пористой цирконовой керамики, включающем приготовление суспензия на основе цирконового концентрата, ее стабилиэа.,"ии и8852смешение с пеной на основе кликанифольной эмульсии, формование, сушкуи обжиг, перед формованием в пеномассу вводят пенополистирол фракции О,б мм в количестве 5"153 от объематвердой фазы суспензии.Благодаря дополнительному введениюпенополистирола появилась возможностьиспользовать более концентрированныесуспензии для получения пенокерамикис кажущейся пористостью 80-903.Так, для получения пенокерамикииз циркона (истинная плотность 4,7 г//см 5) использовалис суспензии с плотностью 2,4-2,6 г/см , что соответствует влажности 20-253, отсюда и уменьШение объемной усадки на стадии сушки до 11-207. и общей объемной усадкипосле обжига при 480 С 25-503,Использование более концентрированных суспензий с дополнительнымвведением наполнителя (пенополистирола 1 на стадии сушки дает также возможность получить более прочный полуфабрикат.25Вследствие небольшой объемной массы 130-35 кг/см) зерен пенополистирода и взаимодействия их поверхностных сил с полярными группами поверхностно-активного вещества пенообразо-,30вателя пенополистирол равномерЬ распределяется при йеремешивании и удерживается на поверхности адсорбциониого слоя двухфазной пены не разрываяего и не расслаивая пеиомассу в тече:35ние всего времени сушки.В результате проведенных экспериментов. было обнаружено, что эффектдобавки пенополистирола начинаетсяс 5 Х, а увеличение количества пено-,40полистирола более 153 на конечнуюпористость материала влияние оказываетнезначительное, в то же время прочность пенокерамики заметно падает.Добавка пенополистирола в количест-ве 5-53 по отношению к твердой фазе45суспензии фракции 0,6-1 мм обеспечивает высокую пористость, а следовательно газопроницаемость полуфабриката и не требует специальных режимоввыжига выгорающей добавки (полуфабрикат направляется в обжиг без предварительной термообработки).П р и м е р 1. В качестве исходно"го материала для получения пористойцнрконовой керамики применяют цирконовый концентрат с содержанием 2 ГО65,5 Х и 80 32,7 Х, обладающий полидйсперсным составом. Мокрый помол сус 25 4пензии осуществляют в шаровой мельнице с корундовой футеровкой и мелющими телами при влажности 15-173 значеО Уо ние рН 3,2-3,9; температура 45-60 С ( за счет саморазогрева загрузки) на протяжении 12-17 ч до следующего зернового состава: до 5 мкм 95-99,5 Х; более 5 мкм 5-0,5 Х. Полученную суспензию отделяют от мелющих тел и под- . вергают механическому перемешиванию стабилизации). Суспензию, полученную по данному способу, с отрегулированным рН.в пределах 2-2,5 и плотностью 2,42 г/см смешивают в лопастной мешалке в течениемин с определенными количеством пены: на 100 мл суспензии 400 мл предварительно приготовленной пены на основе 5 Е водного раствора клееканифольной эмульсии, после этого вводят пенополистирол с размером зерна 0,6-1 мм в количестве 157 от объемной доли твердой фазы суспензии.После перемешивания в лопастной мешалке в течение одной минуты пеномассу заливают в перфорированные металлические формы, в которых пеномасса оставалась в течение 3-х сут, после чего ее освобождают от формы и направляют на обжиг при 1480 С.Полученная пенокерамика характеризуется следующими свойствами; общая усадка объемная ) 583; объемная масса пенокерамики 720 кг/м ; предел9. прочности при сжатии 591 х 104 нчм,П р и м е р 2. Суспензию циркона, полученную по предлагаемому способу с отрегулированным рН в прецелах 2- 2,5 и плотностью 2,42 г/см смешивают в течение 1 мин с двухфазной пеной в количестве на 100 мл суспензии 500 мл предварительно приготовленной пены, после чего вводят пенополистирол фракции 0,6-1 мм в количестве 153 от объемной доли твердой фазы суспензии.Полученная пенокерамика характеризуется следуннцими свойствами; общая усадка ( объемная ) 522; объемная масса пенокерамики 680 кг/м; предел прочности при сжатии 198 х 1 Оф н/м2.П р и м е р 3. Суспензию циркона, полученную по предлагаемому способу с отрегулированным рН в препелах 2-2,5 и плотностью 2,6 г/смсмешивают с двухфазной пеной в количестве на 100 мл суспензии 400 мл предварительно приготовленной пены, после этого885225 6пенокерамики 1070 кг/м, предел прочности при скатки 094 х 104 н/м.В таблице приведены свойства кера"мики, полученной по иэвестному ипредлагаемому способу. вводят пенополистирол фракции 0,6- 1 мм в количестве 5 Е.Полученная пенокерамика характеризуется следующими свойствами: общая объемная усадка 403; объемная масса Ма термал ПлотностьОбвал обммел тседкй, оличество Плот но поли- нос тв тмр юле, левомумес фме и9. Продолнвние таблицы еееееееев юевеПример Объем масса пенок рвмикн кг/нЪ ределпрочности прнсавтинк 04 н/и бйвя объвнвя усвдкв,Плотностьпено"массм,кг/н Количест пенополи стнролв,Соотношениее суспензинпенополистнролв, Х Плотностьсус"пензинкг/м кг дфоп ф г 0 1 извсстюли/ 92 18 00 1 Э 58 ЬО 120 42 20 850 1080 Э 91900 Ь 1120 120 134 910 107 10 97 000 20 0 (и звест"ви ) 103 70 127 таблицы вид б позволяет ый теплоиэол ел прочности х 10 н/м п амики 650-17 ными усадками ратить проце чт иой эмульсии, формование, сушку и обжиг, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью снижения усадки и сокращения продолжительности сушки, передформованием в пеномассу вводят йенополистирол фракции 0,6-1 мм в коли -честве 5-15% от объема твердой фазысуспензии.Источники информации,принятые во вниманиЬ при экспертизе1. Гаоду А.И Кайнарский И.С,иОгнеупоры". 1964, У 8, с. 380-383.2. Пивинский Ю,Е., Макаренкова Р,Основные характеристики пен и исследование процессов получения цирконовленокерамики. - "Огнеупоры", 1980,Р 2, с. 53-57. гаемь р д споспроч(пред1180нокеобъем луча статочнотериал380 массе пе- з ционный м при сжатии и объемно 0 кг/м с 0-65%) 2 сут. равнымис сушки н и с формула изобретения Способ поой керамики лучения пористой ци включающий пригот на основе цирконо е стабилизацию и на основе клеекан ко вл ог ние суспензиконцентраташение с пен ме- фольСоставитель В. Со Техеед .А.Бабннед ваКо екто М. Пож едактов М горо И 2Подписное та СССР аказ 10442/32 ВТираж 663НИИПИ Государственного комитепо делам изобретений и откр 113035 Москва ЖРаушская н б, д ьал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,