Керамический материал

 

Изобретение относится к производству кварцевой керамики. Цель изобретения - увеличение прочности и снижение пористости керамики. Керамический материал содержит , мас.%: кварцевое стекло 93-95 и фосфат бора 5-7. Прочность полученного материала на изгиб 2,4-3,0 кГс/мм2, пористость 0,04-0,16%. 1 табл.

COIO3 СОВЕТСКИХ сОциАлистичЕских

РЕСПУБЛИК (s»s С 04 В 35/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4804374/33 (22) 20.03.90 (46) 30.12,91. Бюл, hL 48 (71) Обнинское научно-производственное объединение "Технология" (72) К.В.Ширяев (53) 666.763.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 1293156, кл. С 04 В 35/14, 1985.

Изобретение относится к производству керамических изделий, в частности к производству кварцевой керамики, Известен керамический материал, включающий кварцевое стекло и нитрид бора при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Кварцевое стекло 99,0 — 99,5

Нитрид бора 0,5 — 1,0

Однако для достижения пористости, близкой к нулю, необходима температура обжига 1280 — 1300 С при времени выдержки не менее 2 ч, что очень часто приводит к усиленной кристаллизации кварцевого стекла и разрушению изделий. Кроме того, наблюдается значительная усадка керамики при обжиге, а также ухудшение характеристик литейного шликера из-за плохого смачивания частиц BN водой.

Наиболее близким к предлагаемому является состав огнеупорной массы, включающий следующие компоненты. мас.%:

Кварцевое стекло 78,1 — 82,2

Фосфат бора 0,8-4,2

Полуводный гипс 0,8 — 1,7

Гидролизат этилсиликата. Ж 1701702 А1 (54) КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ (57) Изобретение относится к производству кварцевой керамики. Цель изобретения— увеличение прочности и снижение пористости керамики. Керамический материал содержит, мас. : кварцевое стекло 93-95 и фосфат бора 5 — 7. Прочность полученного материала на изгиб 2,4 — 3,0 кГс/мм2, пористость 0,04-0,16%. 1 табл.

Недостатком этого материала является низкая прочность, расчетная величина которой при изгибе составляет 0,3-0,5 кГ/мм

2 (для кварцевой керамики прочность на изгиб в ",5 — 3 раза меньше прочности на сжатие), что делает невозможным использование этого материала в конструкциях, работающих под нагрузгой. Кроме того, материал характеризуется высокой пористостью материала, которая обуславливает низкую прочность и которая, в случае повреждения образующейся при обжиге беспористой корки, способствует поглощению изделием атмосферной влаги со значительным ухудшением физико-технических свойств. При этом присутствующий в составе сульфат кальция при обжиге способствует кристаллизации кварцевого стекла, Цель изобретения — увеличение прочности и снижение пористости керамики.

Керамический материал, включающий стекло и фосфат бора, содержит указанные компоненты в следующем соотношении, мас.%:

Кварцевое стекло 93 — 95

Фосфат бора 5 — 7

Данное содержание компонентов обеспечивает достижение поставленной цели эа

1701702 счет образования на границе раздела зерен кварцевого стекла и частиц ВР04 стеклофазы переменного состава, причем в процессе обжига ВР04 полностью переходит в образующуюся стеклофазу, Эти процессы сопровождаются увеличением обьема системы и закрытием пор, так как образующаяся стеклофаза имеет плотность ниже, чем у кварцевого стекла. В предлагаемом материале образование поверхностной корки, как в случае прототипа, не происходит, а спека., ние идет ва всем объеме материала, Таким образом, указанное содержание компонентов придает материалу новые свойства— близкую к нулю пористость и более высокую прочность.

Снижение ВРО4 ниже граничного значения приводит к росту пористости до 2,68,9 g из-за недостаточного количества образующейся стеклофаэы и ее более высокой плотности, а увеличение содержания добавки свыше 7 мас. g нецелесообразно, так как это затрудняе-г получение однородного материала и может привести к ухудшению физико-механических свойств изделий из-за падения прочности и роста термического расширения.

Пример. Материал был изготовлен путем введения расчетного количества

BPG4 в водный шликер кварцевого стекла, который имел следующие параметры; плотность 1,85 г/см, рН 5,2, условная вязкость э (по истечению 100 мл шликера) 30 с, частицы более 63 мкм 4 — 77ь, частицы до 5 мкм 205 30 . Шликер с добавкой В Р04 перемешивали в течение 24 ч, после чего шликерным литьем формировали заготовки, которые сушили и обжигали по заданному режиму (время обжига 2 ч), Из обожженой керамики

10 были изготовлены образцы для определения основных физико-технических свойств, была также определена плотность и пористость материала.

Свойства предлагаемого материала и

15 прототипа приведены в таблице.

Предлагаемый состав обеспечивает увеличение прочности в 4 — 10 раз и снижение пористости на 2,2 — 23О, делая ее близкой к нулю.

20 Предлагаемый материал можно использовать в конструкциях; работающих.под нагрузкой и во влажной среде.

Формула изобретения

Керамический материал, включающий

25 кварцевое стекло и фосфат бора, о т л и ч в о шийся тем, что, с целью увеличения прочности и снижения пористости, он содержит указанные компоненты в следующем соотношении, мас,,4: кварцевое стекло

30 93 — 95; фосфат бора.5-7.

1701702

Продолжение таблицы

Составитель К. Ширяев

Редактор Т. Лазоренко Техред М.Моргентал Корректор M. Кучерявая

Заказ 4510 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинзт "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101