Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФОРМОВАННЫХ КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ
ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФОРМОВАННЫХ КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ

ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФОРМОВАННЫХ КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к технологии производства химически стойких керамических материалов и изделий для химической, нефтегазовой, целлюлозо-бумажной, металлургической и других отраслей промышленности, а именно для производства плиток, химической аппаратуры, труб и насадочных материалов, работающих в агрессивных средах. Сущность изобретения: шихта для изготовления формованных изделий методом самораспространяющего высокотемпературного синтеза содержит, мас.%: алюмминий 15 - 20; оксид металла 5 - 10; стеклообразующая добавка 10 - 20; жидкое стекло 7 - 10; кварцевый песок 40 - 55; оксид железа (III или IY) 8 - 12. В качестве оксида металла шихта содержит оксид из группы: оксид молибдена, оксид никеля, оксид марганца, оксид титана, оксид хрома (III), а в качестве стеклообразующей добавки - оксид кальция, доменный шлак или доломит. 1 ил., 2 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2028281
Класс(ы) патента: C04B35/03, C04B35/12, C04B35/65
Номер заявки: 4946316/33
Дата подачи заявки: 17.06.1991
Дата публикации: 09.02.1995
Заявитель(и): Казахский межотраслевой научно-технический центр самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (KZ)
Автор(ы): Мофа Н.Н.[KZ]; Шарипова Н.С.[KZ]; Байдельдинова А.Н.[KZ]; Антонюк В.И.[KZ]; Собачкин И.Ю.[KZ]
Патентообладатель(и): Институт проблем горения (KZ)
Описание изобретения: Изобретение относится к технологии производства химически стойких керамических материалов и изделий для химической, нефтегазовой, целлюлозно-бумажной, металлургической и других отраслей промышленности, а именно для производства плиток, химической аппаратуры, труб и насадочных материалов, работающих в агрессивных средах.
Целью изобретения является снижение водопоглощения и повышение плотности керамических изделий.
Сущность изобретения заключается в следующем. При нагревании керамического материала из металлического алюминия с оксидами ряда элементов по достижении определенных температур между ними развиваются окислительно-восстановительные реакции, начало которых определяется в данном случае минимальной энергией активации взаимодействия алюминия с оксидом железа (Fe2O3 или Fe3O4). Выделяемое тепло реакции обеспечивает вступление во взаимодействие алюминия с Cr2O3, MoO3, NiO, MnO, TiO2 и SiO2 согласно приводимой последовательности уравнений
Fe2O3+ 2Al __→ Al2O3+ 2Fe
Cr2O3+ 2Al __→ Al2O3+ 2Cr или
MoO3+ 2Al __→ Al2O3+ Mo или
3NiO + 2Al __→ Al2O3+ 3Ni или
3MnO + 2Al __→ Al2O3+ 3Mn или
3TiO2+ 4Al __→ 2Al2O3+ 3Ti и
3SiO2+ 4Al __→ 2Al2O3+ 3Si
В ходе представленных процессов частички восстановленного железа растворяют в себе атомы восстановленного хрома (Mo, Ni, Mn, Ti), т.е. происходит процесс легирования, а на поверхности их образуются слои силицидов железа, что подтверждается результатами рентгенофазового, спектрального и петрографического анализов (см. табл. 1 и 2 и чертеж).
Насыщение (легирование) железа хромом (Mo, Ni, Mn, Ti) обеспечивает ему высокую химическую стойкость, что и лежит в основе легированных коррозионных сталей. В результате химическая стойкость материала, получаемого СВС-синтезом из предлагаемой шихты, не будет ухудшаться за счет металлической составляющей (Fe), распределенной по всему объему синтезируемого изделия. Дополнительным фактором, обуславливающим отсутствие активности восстановленного железа в агрессивных средах является образование на его поверхности силицидов железа, которые отличаются известной устойчивостью к воздействию кислот.
Температура разогрева материала в ходе синтеза в печи, предварительно нагретой не ниже 700оС, превышает 1500оС, следствием чего является частичное оплавление непрореагировавшего кварцита, который с образовавшимся в ходе синтеза Al2O3 и присутствующим в шихте СаО (в виде простого оксида либо в составе доломита и доменного шлака) образуют стекломассу. Стекла, получаемые на основе системы SiO2-Al2O3СаО, отличаются химической стойкостью и прочностью. Присутствие СаО обуславливает также широкий температурный интервал охлаждения материала в аморфном состоянии, который заполняет все пространство между кристаллическими образованиями SiO2, Al2O3 и др. В результате получается материал с низкими пористостью и водопоглощением, что способствует улучшению кислотостойкости.
Использование жидкого стекла в качестве связующего предлагаемого шихтового материала обеспечивает не только формование из него изделий, но и снижает возможность окисления алюминия кислородом воздуха при нагреве до начала синтеза, поскольку оно, растекаясь между твердыми частицами порошковой смеси, заполняет пустоты и способствует частичному спеканию, уплотняя материал заготовки. Кроме того, жидкое стекло, содержащее щелочные элементы, устойчиво снижает температуру начала синтеза до 700оС и участвует в образовании аморфной составляющей синтезируемого материала.
Соотношение компонентов в указанной шихте подобрано экспериментально и отклонение от них приводит к ухудшению качества керамических изделий.
П р и м е р 1. Кварцевый песок и доменный шлак предварительно перемалывают в мельницах (каждый в отдельности), отсеивают фракции дисперсностью 80 мкм и отвешивают в соотношении 40 и 13% соответственно в отношении к общему объему шихты. В смесь порошков вносят 15% алюминия дисперсностью 20-30 мкм, 10% Cr2O3 и 12% Fe2О3 со средним размером частиц не более 10 мкм. Порошки тщательно перемешивают и в полученную смесь добавляют жидкое стекло в количестве 10%. Смесь тщательно перемешивают до получения однородной массы и засыпают в форму размером 54х54х4 мм. Под давлением 100 МПа получают плитку-сырец, которую высушивают при комнатной температуре в течение 15 ч, а затем помещают в печь, нагретую до 700-800оС.
В результате прогрева в течение 9-10 мин плитка воспламеняется и сгорает за 5-6 мин. Готовую плитку вынимают из печи и охлаждают на воздухе.
Полученная плитка обладает прочностью 30 МПа, кислотостойкостью 99,98%, плотностью 2,6 г/см3 и водопоглощением 2,1%.
П р и м е р ы 2-9 осуществляют аналогично примеру 1, но с другими соотношениями компонентов, приведенных в табл. 1. Характеристика готового керамического материала и результаты испытаний приведены в табл. 2.
Таким образом, из табл. 2 видно, что предлагаемая шихта обладает рядом преимуществ, а именно высокая кислотостойкость - 98,5-99,98%, низкое водопоглощение 0,9-3,4%, достаточная прочность на изгиб - 23-30 МПа. Кроме того, получаемый материал обладает высокой кислотостойкостью не только к концентрированной кислоте, но и к разбавленной до 70 и 30%. При этом кислотостойкость остается не ниже 92%.
Формула изобретения: ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФОРМОВАННЫХ КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, содержащая алюминий, оксид металла, жидкое стекло и оксид железа, отличающаяся тем, что она содержит в качестве оксида металла оксид из группы оксидад молибдена, никеля, марганца, титана, хрома (III) и дополнительно содержит кварцевый песок и стеклообразующую добавку из группы оксид кальция, доменный шлак или доломит при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Алюминий - 15 - 20
Оксид из группы оксидад молибдена, никеля, марганца, титана, хрома (III) - 5 - 10
Жидкое стекло - 7 - 10
Оксид железа (III или II, III) - 8 - 12
Кварцевый песок - 40 - 55
Указанная стеклообразующая добавка - 10 - 20