close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY6286

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 6286
(13) C1
(19)
7
(51) C 04B 35/185
(12)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОЧИСТОГО МУЛЛИТА
(21) Номер заявки: a 19990457
(22) 1999.05.05
(46) 2004.06.30
(71) Заявитель: Учреждение образования
"Белорусский государственный технологический университет" (BY)
(72) Авторы: Бобкова Нинель Мироновна;
Поповская Наталия Федоровна; Каврус
Иван Владимирович; Радион Елена Вадимовна (BY)
(73) Патентообладатель: Учреждение образования "Белорусский государственный
технологический университет" (BY)
(57)
Способ получения высокочистого муллита, включающий смешение растворов хлорида алюминия и кремнеземсодержащего компонента в количествах, взятых из расчета образования муллита стехиометрического состава, осаждение смеси 25 %-ным раствором
аммиака, сушку и синтез, отличающийся тем, что в качестве кремнеземсодержащего
компонента используют силикат натрия.
BY 6286 C1
(56)
SU 1193145 A, 1985.
GB 1267575, 1972.
SU 1572995 A1, 1990.
US 4774068, 1988.
Изобретение относится к способам получения высокочистого муллита, применяемого
для получения керамических материалов, используемых в огнеупорной промышленности,
теплотехнике, металлургии, химии, машиностроении, радиоэлектронике, медицине для
изготовления изделий разнообразного назначения. Интерес к муллиту обусловлен его
свойствами - высокой тугоплавкостью, сравнительно низким значением ТКЛР, высокой
термостойкостью и повышенной химической стойкостью - которые позволяют рассматривать керамику на основе муллита в качестве основы для изготовления конструкционной
керамики в технике высоких температур, химически стойких и огнеупорных изделий.
Классический способ получения муллита основан на термообработке глинистого компонента (глина, каолин) и глинозема, однако нежелательные примеси, вносимые в шихту
вместе с глинистым компонентом, существенно снижают качество керамики, изготовленной из муллита, и практически исключают возможность регулирования ее структуры и
свойств. При использовании механической смеси оксидов кремния и алюминия температура начала муллитообразования находится в пределах 1450-1500 °С, что связано с большими энергозатратами.
Для завершения муллитообразования при более низких температурах и получения химически чистого материала используют химические методы, позволяющие получать вы-
BY 6286 C1
сокооднородные смеси исходных компонентов, смешивание которых происходит на молекулярном уровне.
Способ получения муллитового порошка [1] включает смешение водного раствора
хлорида алюминия и кремнеземсодержащего компонента (гидролизат тетраэтоксисилана
или тетраметоксисилана, или этилсиликат в солянокислом растворе) с мольным отношением Аl3O3:SiO2 = 0,5-3,0, при постоянном перемешивании при 37-43 °С в течение 10-15
мин, затем смесь охлаждают до 5-10 °С и выдерживают при этой температуре 7-10 суток,
термообработку осуществляют при 900-950 °С с последующей выдержкой при этой температуре в течение 6-10 ч.
Недостатком данного способа является использование в качестве кремнеземсодержащего компонента органических веществ, вредных для работы и требующих специальных
растворителей, а также длительная выдержка образовавшегося золя при низких температурах и при термообработке. Данные недостатки усложняют процесс получения муллитового порошка и ведут к повышению затрат на его производство.
Наиболее близким к заявляемому является способ [2], в котором тонкодисперсный
муллитовый порошок получают смешением хлорида алюминия и кремнийсодержащего
компонента (аэросила с удельной поверхностью 200-300 м2/г) в планетарной мельнице с
весовым соотношением компонентов в шихте, обеспечивающим синтез муллита стехиометрического состава. Получаемую сметанообразную суспензию выливают в 25 %-ный
водный раствор аммиака, в который вводят ПАВ (глицерин, оксиэтилированные алкилфенолы, поливиниловый спирт) при отношении ПАВ к Al2O3, равном 0,5-1,5. Выпавший
осадок фильтруют, промывают, сушат. Синтез муллита осуществляют в силитовой печи
при 1150-1250 °С. Дезагрегацию проводят в среде ацетона в планетарной мельнице.
Недостатком данного способа является применение предварительно синтезированного
аэросила с большой объемной массой, необходимость дополнительного использования
ПАВ и ацетона. Все это значительно затрудняет процесс и ведет к повышению стоимости
получаемой керамики.
Задачей предложенного изобретения является упрощение процесса получения высокочистого тонкодисперсного муллита и снижение энергозатрат на его производство.
Поставленная задача решается тем, что в способе получения высокочистого муллита,
включающего смешение растворов хлорида алюминия и кремнеземсодержащего компонента в количествах, взятых из расчета образования муллита стехиометрического состава,
осаждение смеси 25 %-ным раствором аммиака, сушки и синтез высокочистого муллита, в
качестве кремнеземсодержащего компонента используется силикат натрия.
В качестве исходных компонентов используют шестиводный хлорид алюминия
(АlСl3⋅6Н2O) и девятиводного силиката натрия (Na2SiO3⋅9Н2O). В качестве осадителя используют 25 %-ный водный раствор аммиака (NH4OH). Исходные компоненты берутся из
расчета образования муллита стехиометрического состава Аl2O3:SiO2 = 3:2.
Сущность предложенного способа заключается в том, что на первом этапе при сливании растворов солей образуется силикат алюминия по реакции:
2AlCl3 + 3Na2SiO3 → А12(SiO3)3↓ + 6NаС1
Оставшиеся в растворе ионы алюминия (III) осаждаются NH4OH; на втором этапе полученная шихта сушится и обжигается на воздухе. Муллит образуется в результате термической обработки при температуре 1250-1350 °С в течение 1 ч.
Предложенный способ осуществляется следующим образом.
Готовятся 5 М водные растворы хлорида алюминия и силиката натрия, которые смешиваются в таком соотношении, чтобы получить муллит стехиометрического состава.
Полученная смесь перемешивается до однородного состояния и струей вливается в осадитель, взятый в таком количестве, чтобы рН смеси был равен 5-8 ед., при интенсивном перемешивании образующегося осадка. Полученный осадок перемешивается до достижения
однородного состояния и помещается в емкость на старение, которое протекает в течение
1 суток. В процессе старения происходит укрупнение и совершенствование кристаллов.
2
BY 6286 C1
После старения осадок фильтруют на воронке Бюхнера и промывают дистиллированной водой до нейтральной реакции на лакмусовую бумажку. Осадок сушат в сушильном
шкафу при 105-110 °С и термообрабатывают при 1250-1350 °С на воздухе в течение 1 ч.
Основными преимуществами данного способа является то, что уже в процессе осаждения образуется силикат алюминия, который выступает как предструктура образующегося муллита. Использование данного способа позволит значительно снизить энергозатраты,
связанные с помолом исходных компонентов и высокой температурой синтеза. Данным
способом при пониженной температуре (на 100-150 °С) получается чистая высокодисперсная муллитовая шихта. Использование предлагаемого способа получения муллита
способствует получению муллита в материале в количестве 90-96 %.
При выходе за указанные пределы количественных соотношений или при нарушении
других условий осуществления способа не удается получить высокочистый муллит при
пониженной температуре синтеза.
Источники информации:
1. Пат. 1572995 Россия, С 01В 33/20, С 04В 35/18, опубл. в 1990. - Бюл. № 23.
2. А.с. № 1193145, С 04В 35/18, опубл. в 1985. - Бюл. № 43.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
116 Кб
Теги
by6286, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа