Стеклокерамический материал

 

Использование: производство стеклокерамических конструкционных материалов для химической, легкой и радиоэлектронной промышленности. Сущность изобретения материал, включающий и стекло, содержащее SiOa, CaO, MgO и А120з содержит AI2U3 и стекло в соотношении равном (75- 85):(15-25), а стекло дополнительно содержит Сг20з при следующем соотношении компонентов, мас.%: оксид кремния 60,0- 62,5 БФ Si02, оксид кальция 19,0-20,0 БФ СаО, оксид магния 11,9-13,4 6Ф MgO, оксид алюминия 4,3-5,0 БФ , оксид хрома 1,8-2,1 БФ Сг20з. Спекание материала про водят при 1450°С. Материал имеет плотность кажущуюся 3,0-3,2 г/см2, нулевое водопоглощение, прочность при изгибе 340-360 МПа, химическая устойчивость к I-N NaOH и I-N HCI соответственно 0,06-0.08% и 1,0-1.7%. 1 табл. ,1/ 1C

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИЛЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 04 В 35/10

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4896272/33 (22) 26,12.90 (46) 23.10.92. Бюл. N 39 (71) Белорусский технологический институт им, С. М, Кирова (72) H. М. Бобкова, Л, M. Силич и О, С. Залыгина (56) Заявка ЕПВ И 0163155, МКИ 4 СОЗ С

10/06.

Заявка ЕПВ 0219807, МКИ 4 С 04 В

35/10.

Жукина Л. А. и др. Пироксеновые ситаллы. — Минск, 1974, с, 222. (54) СТЕКЛОКЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ (57) Использование: производство стеклокерамических конструкционных материалов для химической, легкой и радиоэлектронной

Изобретение относится к составам стеклокерамических материалов, используемых в качестве конструкционных в химической, легкой и радиоэлектронной промышленности, Известен стеклокерамический материап, состоящий из смеси; а) 50-65 вес.% порошка стекла, содержащего, мас.%: СаО

10-55. SI02 45-70. А120з 0-30 и до 10% добавок; б) 50-35 вес.% порошка А1203, Недостатком данного материала является низкая механическая прочность (предел прочности при изгибе 170-270 МПа) и недостаточная химическая устойчивость (к 1 н, раствору

Na0H 1,1-1,3%. к 1 н. раствору HCI 2,33 1%1

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату является стеклокерамический ма. ЯЛ,„1770312 А1 промышленности. Сущность изобретения; материал, включающий А120З и стекло, содержащее ВО2, CaO, MgO и А1203, содержит

А120з и стекло в соотношении равном (7585):(15 — 25), а стекло дополнителыо содержит Сг203 при следующем соотношении компонентов, мас.%: оксид кремния 60,062,5 БФ Si02, оксид кальция 19,0-20,0 БФ

СаО. оксид магния 11,9-13,4 бФ MgO, оксид алюминия 4,3 — 5,0 БФ А1203, оксид хрома l,8 — 2,1 БФ Cr203. Спекание материала проводят при 1450 С. Материал имеет плотность кажущуюся 3,0 — 3,2 г/см, нулевое

2 водопоглощение, прочность при изгибе

340 — 360 МПа, химическая устойчивость к I-N

КаОН и t-N НС! соответственно 0,06-0.08% и 1,0-1,7%. 1 табл. териал, состоящий из смеси. а) 40-50 вес.% порошкового незакристаллиэоаанного стекла. содержащего, мас.%: Si02 50-60, А1203 4,5 — 15, СаО "1,1-27.3, MgO 0,6 — 16,7, В203 8,2-16.7, Na20+K20 0,1-1,8; б) 60--50 вес.% порошковой А1203. Данный материал обладает недостаточной механической прочностью (предел прочности при изгибе

260-320 Mila) и химической устойчивостью (к 1 н. раствору NaOI- 1-1.2%, к 1 н,раствору

HCI 1,7— - 2,8%)

Целью изобретения является повышение механической прочности и химической устойчивости.

Поставленная цель достигается гем, что . стеклокерамический материал. включающий А1203 и стекло. содержащее 5102, СаО, Mg0 и А1203, содержит А1203 и стек о в соотношении А1:.Оз: сте кло. равном (753 .

1770312

85):(15-25), в стекло дополнительно содержит Crz03 при следующем соотношении компонентов, мас.%; SlOz 60,0-62,5, СаО

19.0 — 20,0, М90 11,9 — 13,4, А!гОз 4,3-5,0, Сг20з 1 8 — 2,1.

Известно введение в состав стекла

Crz0g в качестве катализатора кристаллизации с целью получения при термообработке определенных кристаллических фаз, Применение Сг20з в составе стекла, используемого в смеси с А!20з при соотношении А!20з . стекло, равном (75-85):(15-25), для получения стеклокерамического материала с повышенной механическЪй прочностью, химической устойчивостью, из литературных источников неизвестно и предлагается впервые.

Б процессе термообработки заявляемого материала происходят сложные физикохимические процессы, связанные с кристаллизацией стекла и взаимодействием стеклофазы с А!20з, в результате чего стеклокерамический материал представлен следующими кристаллическими фазами: корундом, шпинелью,. кианитом, и алюминатом кальция наряду с небольшим количеством остаточной стекловидной фазы, обогащенной SiOz u А!гОз. 8 результате подобного сочетания фаз синтезированный стеклокерамический материал обеспечивает повышение механической прочности и химической устойчивости по сравнению с прототипом;- Кроме того, повышение механической прочности и химической устойчивости заявляемого материала по сравнению с прототипом достигается увеличением количества AlzOg до 75-85 вес,% и отсутствием в составе вводимого стекла оксидов щелочных металлов, Изобретение поясняется конкретными примерами, Пример 1. Берут 75 вес.% порошка А!20з(размер зерен 2 мкм) и 25 вес.% порошка стекла состава, мас,%: SiOz 62,0, СаО 19.0, MgO 12,0, А!20з 5,0, Сг Оз 2 0 с удельной поверхностью 6000-6500 см /r, Порошки тщательно перемешивают и формируют изделия методом термопластического прессования, добавляя 0,5% олеиновой кислоты в качестве поверхност5 но-активного вещества и 16,5% парафина в качестве пластификатора, После этого в электрической печи проводят две стадии обжига изготовленных деталей: первая при

860-880 С для удаления пластификатора

10 при медленном подаеме температуры, вторая при 1450ОС- для кристаллизации стекла и спекания.

Остальные примеры выполнены аналогично, но отличаются соотношением компо15 нентов и составом стекла, и сведены в таблицу. Испытания на прочность проводились по ГОСТ 473.8 — 81, на химическую устойчивость по ГОСТ 473.1-81 и. ГОСТ

473.2-81.

20 Из таблицы видно, что применение заявляемого соотношения (75-85):(15-25)

А!гОз: стекло и использование стекла состава, мас.%: SlOz 60,0 — 62,5, СаО 19,0-20,0, Mg0 11,9 — 13,4, А!20з 4,3-5.0, Сг20з 1,8-2,1

25 позволяет увеличить механическую прочность на 6-12,5% и химическую устойчивость на 20-40% заявляемого стеклокерамического материала по сравнению с прототипом и тем самым увеличить срок

30 эксплуатации деталей из этого материала.

Формула изобретения

Стеклокерамический материал. включающий AlzOa и стекло, содержащее $!Ог, СаО, MgO и А!гОз, отличающийся тем, 35 что, с целью повышения механической прочности и химической устойчивости, он содержит А!гОз и стекло в соотношении (75-85):(15 — 25), а стекло дополнительно содержит СггОз при следующем соотношении

40 компонентов, мас.%:

SiÎz 60,0 — 62.5

СаО 19,0 — 20,0

MgO 11,9 — 13,4

АЬ Оз 4,3-5,0

45 Сг20з 1,8 — 2,1.

Таблица 1

1770312

Таблица 2

Составитель Н,Соболева

Техред М.Моргентал Корректор ОЛОрковецкая

Редактор В.Фельдман

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3710 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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