close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY2810

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 2810
(13)
C1
6
(51) C 03C 10/00
(12)
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ
КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
(54)
ЛИТЬЕВАЯ МАССА ДЛЯ СТЕКЛОКЕРАМИЧЕСКОГО
КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА
(21) Номер заявки: 1832
(22) 1994.03.28
(46) 1999.06.30
(71) Заявитель: Белорусский
государственный
технологический университет (BY)
(72) Авторы: Бобкова Н.М., Баранцева С.Е., Вьяль
О.Н.,
Захаревич
Г.Б.,
Залыгина О.С. (BY)
(73) Патентообладатель: Белорусский
государственный технологический университет (BY)
(57)
Литьевая масса для стеклокерамического композиционного материала, включающая порошок стекла системы SiO2-TiO2-Al2O3-BaO-CaO-B2O3, парафин и олеиновую кислоту, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит порошок диоксида циркония при следующем соотношении компонентов, мас. %:
порошок стекла системы SiO2-TiO2-Al2O3-BaO-CaO-B2O3
68,67-78,19
порошок диоксида циркония
8,69-17,17
парафин
13,06-14,10
олеиновая кислота
0,06-0,07.
BY 2810 C1
(56)
1. Cilicate Ind., 1991. - V. 56, № 1-2. - PP. 5-14.
2. Бобкова Н.М., Силич Л.М. Бесщелочные ситаллы и стеклокерамические материалы. - Мн.: Навука i
тэхнiка, 1992. - С. 251-254 (прототип).
3. Аппен А.А. Химия стекла. - Л.: Химия, 1974. - С. 197-198.
4. Патент США 3205079, МПК С 03С 3/22, 1965.
5. Стрнад З. Стеклокристаллические материалы. - М.: Стройиздат, 1988. - С. 243.
Изобретение относится к составам силикатных стеклокерамических композиционных материалов, используемых в качестве деталей нитепроводящей гарнитуры для ткацкого оборудования легкой промышленности и индустриального текстиля.
Известна стеклокерамическая композиция, упрочненная ZrO2, следующего состава, маc.%:
стеклопорошок системы CaO-Al2O3-SiO2
75-95
порошок ZrO2 (с содержанием Y2O3 до 5 мол. % )
5-25 [1].
Недостатком указанного композиционного материала является высокая температура спекания (1450 °С),
а также сложность изготовления образцов с применением графитовых прессформ и дорогостоящего оборудования, что требует дополнительных затрат. Использование редкоземельного оксида иттрия также резко
повышает стоимость композиционного материала.
Наиболее близким к заявляемому составу и достигаемому результату является стеклокристаллический материал следующего состава, мол.%: SiO2 52,5-62,5; Аl2О3 10-25; TiO2 12,5; CaO 5-25; BaO 5-25; В2O3
3% сверх 100 [2].
Образцы из указанного материала изготавливаются по термопластической технологии из литейной массы, состоящей из 87,5 мас. % тонкомолотого порошка стекла, 12,45 мас. % парафина и 0,05 мас. % олеиновой кислоты. Для получения стеклокристаллического материала производят спекание и кристаллизацию при
температуре 1160-1180 °С.
BY 2810 C1
Недостатком данного материала является то, что изделия из него при воздействии изгибающих и сжимающих нагрузок хрупки, поэтому при монтаже на ткацком оборудовании детали нитепроводящей гарнитуры ломаются, бьются и списываются в больших количествах до практического использования их по
назначению.
Задача изобретения - повышение пределов прочности при изгибе и сжатии при сохранении технологичности и способности к спеканию и кристаллизации.
Для решения указанной задачи предложена литьевая масса для стеклокерамического композиционного
материала, включающая порошок стекла, содержащего SiO2, TiO2, Аl2О3, BaO, CaO, В2O3, и дополнительно
порошок ZrO2 при следующем соотношении компонентов, мас. %:
порошок стекла системы SiO2-TiO2-Аl2О3- CaO -BaO -В2O3
68,67-78,19
порошок технического диоксида циркония
8,69-17,17
парафин
13,06-14,10
олеиновая кислота
0,06-0,07.
Используемое в композиции стекло имеет следующий состав, мас%: SiO2 38,13-45,60; TiO2 11,5517,55; Аl2О3 16,93-19,24; CaO 2,12-3,64; BaO 18,52-22,2; В2O3 3% сверх 100 [2].
Известно, что диоксид циркония придает тугоплавкость, высокую преломляющую способность стеклу, а
также способствует его упрочнению [3]. Благодаря этому, оксид циркония применяют для получения бессвинцового хрусталя, тугоплавких и глушеных стекол. Использование диоксида циркония в качестве стимулятора кристаллизации позволило разработать составы стеклокристаллических материалов, отличающихся
высокой жаро- и термостойкостью, а также способностью спаиваться с вольфрамом и молибденом [4].
Введение диоксида циркония в литьевую массу для получения стеклокерамического композиционного
материала дает эффект, определяющийся повышением прочности на изгиб и сжатие. Этот эффект обеспечивается совокупностью кристаллических фаз, образующихся в композиционном материале в процессе термообработки, а именно: β-цельзиана (BaAlSi2O8), бадделеита (ZrO2), рутила (TiO2), а также однородной
тонкозернистой микроструктурой материала.
По данным эксперимента кристаллы бадделеита распределяют на границе стекловидной и кристаллической фаз механические напряжения, увеличивая сжимаемость кристаллической фазы по сравнению с окружающей стеклофазой. Радиальное напряжение в обеих фазах при этом становится растягивающим, в то
время как касательное напряжение - сжимающим в стекловидной фазе и растягивающим в кристаллической.
Как известно, такой способ распределения напряжений определяет значительное повышение прочностных
характеристик [5].
Из данных литературы не известно использование порошка технического оксида циркония в стеклокерамическом композиционном материале с целью повышения механической прочности изделий при воздействии изгибающих и сжимающих механических нагрузок и предлагается нами впервые.
Изобретение поясняется выполнением конкретных примеров.
Пример 1.
Варка стекла для получения композиционного материала проводилась в горшковой печи при температуре
1450-1480 °С. В качестве сырьевых материалов использовались: кварцевый песок, диоксид титана, глинозем,
углекислый барий, мел, борная кислота. Полученный гранулят стекла высушивался при температуре 200-210
°С в течение 24 ч, затем измельчался в вибромельнице до удельной поверхности 6000-6500 см2/г. Тонкомолотое стекло смешивают с расплавленным парафином, олеиновой кислотой и порошком диоксида циркония
при следующем соотношении компонентов, мас. %:
порошок стекла
78,19
порошок диоксида циркония
8,69
олеиновая кислота
13,06
парафин
0,06.
Заготовки изделий отливались на литейном аппарате и обжигались в электрической печи в капселе при
постепенном подъеме температуры до 900 °С. В результате первого обжига заготовки приобретали механическую прочность за счет выгорания органических добавок - парафина и олеиновой кислоты, а также образования некоторого количества стекловидной фазы. Второй обжиг (полное спекание и кристаллизация)
производился в печи при температуре 1000-1100 °С в течение 4 ч.
Остальные примеры выполнялись аналогично, но отличаются составами заявляемого материала. Составы
заявляемого материала и результаты испытания приведены в таблице.
2
BY 2810 C1
Таблица
Наименование компонентов и свойств
Порошок стекла, мас. %
Порошок диоксида циркония, мас. %
Парафин, мас. %
Олеиновая кислота, мас. %
Прочность при изгибе, МПа
Прочность при сжатии, МПа
Микротвердость, МПа
Составы литьевых масс для стеклокерамических композиционных
материалов
1
2
3
78,19
73,21
68,67
8,69
12,92
17,17
13,06
13,80
14,10
0,06
0,07
0,06
83,3
88,7
85,3
538,7
561,6
550,1
8650
8820
8700
Прототип
87,5
12,45
0,05
71,60
447,8
8600
Как видно из таблицы, заявляемый стеклокерамический композиционный материал обладает повышенной механической прочностью по сравнению с прототипом при воздействии изгибающих нагрузок в 1,3
раза, сжимающих - в 1,3 раза, а также микротвердостью - в 1,02 раза.
Государственный патентный комитет Республики Беларусь.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
3
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
114 Кб
Теги
by2810, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа