Шихта для получения стеклокерамического материала
Использование: изобретение относится к технологии керамических материалов, частности к стеклокерамике на основе корундами, и может быть использовано при изготовлении экологически чистых конструкционных изделий сложной конфигурации с высокой трещиностойкостью, применяемых в машиностроительной, пищевой и строительной промышленности. Шихта для получения стеклокерамического материала содержит 50-75 мас.% корунда и 25-50 мас.% стекла, представляющего собой стеклопорошок, изготовленный измельчением боя пищевых тарных стекол или стеклоотходов следующего состава, мас.%: SiO2 67-73; AL2O3 3,2-10; СаО 6,5-6,9; MgO 4,3-5,1; R2O(Na2O+K2O) 14-14,3; Fe2O3 0,1-1,5 Изобретение позволяет разработать экологически чистый состав для снижения усадки в процессе спекания и увеличить трещиностойкость стеклокерамики. 4 табл.
Изобретение относится к технологии производства керамических материалов, в частности стеклокерамики на основе корунда, и может быть использовано при изготовлении экологически чистых конструкционных изделий сложной конфигурации с высокой трещиностойкостью, применяемых в машиностроительной, пищевой и строительной промышленности.
Известен керамический материал [1] , для получения которого применяют шихту, включающую в мас.% следующие составляющие: 10 - 30 оксида алюминия и 70 - 90 стекла. При этом используют отходы стекла, содержащие окись марганца при следующем соотношении компонентов, мас.%: Si02 - 65 - 68 Al2O3 - 0,8 - 1,2 Ca0 - 6,1 - 6,5 MgO - 4,2 - 5,1 Ba0 - 1,3 - 1,5 Na2O - 16,2 - 16,7 K2O - 1,1 - 1,3 Fe2О3 - 0,8 - 1,1Mn2О3 - 1,5 - 1,6
Недостатком приведенного технического решения является узкий диапазон применения данного материала из-за ряда ограничений, вызванных следующим:
необходимостью использования специального стекла с содержанием окиси марганца;
использованием 10% раствора дефицитного и дорогостоящего поливинильного спирта (ПВС), увеличивающего себестоимость продукции;
низким содержанием SiO2, Al2O3 и присутствием BaO, что отрицательно влияет на химическую стойкость материала;
слишком низкой температурой спекания, что не позволяет использовать материал при температурах выше 500oC. Наиболее близкой по техническому уровню и достигаемому результату является шихта, включающая 40-60 мас.% корунда и 40-60% алюмосиликатного стекла со следующим содержанием ингредиентов, мас.%: SiO2 46,2-55,2; Al2O3 30,0-41,4; MgO 12,4-14,8 и предназначенная для получения керамики, используемой в огнеупорной, электронной и машиностроительной промышленностях [2]. Недостатком данного состава шихтового материала является необходимость специального изготовления алюмосиликатного стекла из дефицитных и дорогостоящих компонентов (корунд, оксид магния), осуществления его грануляции и дальнейшего высокотемпературного (1450-1550oC) спекания заготовок для получения плотной керамики, что требует использования специального, энергоемкого и сложного в обращении оборудования, а также невысокая трещиностойкость керамического материала. Задачей предлагаемого изобретения является разработка экологически чистого состава шихты для получения безусадочного стеклокерамического материала с высокой трещиностойкостью из доступного и дешевого стеклосырья. Техническим результатом является снижение усадки в процессе спекания и увеличение трещиностойкости стеклокерамики. Указанный технический результат достигается тем, что шихта для изготовления стеклокерамического материала содержит 50-75% корунда и 25-50% стекла, представляющего собой стеклопорошок, полученный измельчением боя пищевых тарных стекол или стеклоотходов следующего состава, мас.%: SiO2 67-73; Al2O3 3,2-10; CaO 6,5-6,9; MgO 4,3-5,1; R2O (Na2O + K2O) 14-14,3; Fe2О3 0,1-1,5. Использование в качестве стеклодобавки боя бутылочного и других видов тарного стекла или ему подобных по химическому составу отходов не только обеспечивает устойчивость стеклокерамики к различным химическим и механическим воздействиям за счет значительного содержания окислов Al2O3, MgO, CaO, но и позволяет снизить себестоимость стеклокерамических изделий, делает доступным исходное сырье и гарантирует экологическую чистоту материала. Предлагаемый стеклокерамический материал получают следующим образом. Исходное стекло измельчают до порошка с удельной поверхностью (Sуд.), равной 6500 см2/г в виброцентробежной мельнице. Порошок стекла перемешивают в определенном процентном отношении с порошком корунда (Sуд. = 3500 см2г) в вибромельнице с алундовыми шарами в течение 30 минут при добавлении 5%-ного водного раствора поливинилового спирта в количестве 5 мас.% в пересчете на сухое вещество. Полученную смесь протирают через сито N 025 и прессуют давлением 1,5-2 т/см2. Прессовки подвергают обжигу в воздушной атмосфере при скорости подъема температуры 600oC/ч с выдержкой 2 часа при 400oC и 1 час при 850oC, затем охлаждают вместе с печью. Двухчасовая выдержка при температуре 400oC необходима для выгорания пластифицирующей связки (ПВС) из спекаемых заготовок. Температура спекания TСП = 850oC обеспечивает получение безусадочного стеклокерамического материала с плотностью
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/961.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
1. А.с. СССР N 1599347, кл. C 04 B 35/10, 1990. 2. А.с. СССР N 1571035, кл. C 04 B 35/10. Бюл. N 22, 1990 г.
Формула изобретения
SiO2 - 67 - 73
Al2O3 - 3,2 - 10
CaO - 6,5 - 6,9
MgO - 4,3 - 5,1
Na2O + K2O - 14 - 14,3
Fe2O3 - 0,1 - 1,5
а шихта содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:
Корунд - 50 - 75
Стекло - 25 - 50
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3