close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY8387

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 8387
(13) C1
(19)
(46) 2006.08.30
(12)
7
(51) C 04B 35/19
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
КЕРАМИЧЕСКАЯ МАССА
(21) Номер заявки: a 20040318
(22) 2004.04.08
(43) 2005.12.30
(71) Заявитель: Учреждение образования
"Белорусский государственный технологический университет" (BY)
(72) Авторы: Левицкий Иван Адамович;
Кичкайло Ольга Владимировна (BY)
(73) Патентообладатель: Учреждение образования "Белорусский государственный
технологический университет" (BY)
(56) Масленникова Г.Н. и др. Электрокерамика, стойкая к термоударам. - М.:
Энергия, 1977. - С. 155-159.
WO 02/28803 A1.
JP 10053460 A, 1998.
JP 01183458 A, 1989.
EP 853072 A1, 1998.
EP 997448 A2, 2000.
BY 8387 C1 2006.08.30
(57)
Керамическая масса, включающая каолин, песок кварцевый и углекислый литий, отличающаяся тем, что дополнительно содержит глину огнеупорную и глинозем при следующем соотношении компонентов, мас. %:
каолин
47,2-50,0
песок кварцевый
15,1-18,8
углекислый литий
14,5-19,5
глина огнеупорная
15,7-16,2
глинозем
0,5-4,6.
Изобретение относится к технологии керамики, в частности к составам керамических
литийсодержащих масс с низкими положительными и отрицательными температурными
коэффициентами линейного расширения (ТКЛР) для производства термостойкой бытовой
керамики, предназначенной для приготовления пищи на любых источниках нагрева,
включая открытый огонь газовых плит.
Известна шихта для изготовления керамического материала [1], включающая следующие компоненты, мас. %: β-сподумен 45-60, глина 20-23, каолин 12-18, песок кварцевый 5-12, апатит 2-3.
Недостатками указанной массы являются повышенная температура обжига образцов
(1280 °С) и проведение процесса обжига, начиная с 1000 °С, в восстановительной среде;
высокая степень спекания образцов и сниженные показатели водопоглощения, приближающиеся к нулевым значениям.
Наиболее близким к заявляемой керамической массе по технической сущности и достигаемому результату является состав массы [2], содержащий следующие компоненты,
мас. %: каолин - 58,0; песок кварцевый - 25,7; углекислый литий - 16,3.
BY 8387 C1 2006.08.30
Недостатками известной керамической массы являются сравнительно высокие значения водопоглощения и недостаточная стойкость к термоудару изделий, полученных при
повышенной температуре обжига.
Задачей предлагаемого изобретения является снижение водопоглощения, повышение
термостойкости изделий, полученных при пониженных температурах обжига с применением, помимо метода пластического формования, методов полусухого прессования и горячего литья, также метода литья водных шликеров в гипсовые формы.
Керамическая масса, включающая каолин, песок кварцевый и углекислый литий, отличается тем, что дополнительно содержит глину огнеупорную и глинозем при следующем соотношении компонентов, мас. %:
каолин
47,2-50,0
песок кварцевый
15,1-18,8
углекислый литий
14,5-19,5
глина огнеупорная
15,7-16,2
глинозем
0,5-4,6.
Известно, что введение глины огнеупорной в состав керамических масс приводит к
расширению интервала спекшегося состояния, обеспечивает повышение связности за счет
придания пластичности и механической прочности полуфабрикату в воздушно-сухом состоянии, способствует процессу спекания при повышенных температурах обжига [3, 4].
В различные виды керамики Аl2О3 вводят с целью синтеза требуемых кристаллических фаз. Глинозем способствует повышению огнеупорности керамических масс, однако
повышает температуру их спекания [3, 4].
Известно применение глины огнеупорной и глинозема в сочетании с углекислым литием с целью получения керамики на основе алюмосиликатов лития при температуре
обжига 1300 °С [5]. Основными фазами указанного материала являются β-сподумен, βэвкриптит, твердый раствор β-сподумена и кварца.
Совместное введение глины огнеупорной и глинозема с целью снижения водопоглощения, повышения стойкости к термоудару керамических изделий, обеспеченное при сниженной температуре обжига при указанном составе и соотношении компонентов керамической массы, предназначенной для изготовления изделий методом шликерного литья, по
научной литературе и патентным источникам не выявлено.
Химический состав сырья и составляющих компонентов масс приведен в табл. 1.
Таблица 1
Химический состав сырья и составляющих компонентов масс
Наименование компонента
Каолин просяновский (ГОСТ 2128682)
Глина огнеупорная
(ГОСТ 9169-75)
Песок кварцевый
(ГОСТ 7031-75)
Углекислый литий
(ТУ 60937228-83)
Глинозем технический (ГОСТ 6912-87)
Оксиды и их содержание, мас. %
SiO2 Аl2О3 ТiO2 Fe2O3 СаО MgO Na2O К2О Li2O П.п.п.
49,72 34,75
0,42
0,5
0,56
0,32
0,23
1,0
-
12,5
56,54 29,68
0,62
0,8
0,7
0,75
0,45
1,73
-
8,73
98,5
0,12
0,19
0,01
0,13
0,25
0,4
0,3
-
0,1
-
-
-
-
-
-
-
-
40,4
59,6
-
99,9
-
-
-
-
-
-
-
0,1
Предлагаемое изобретение поясняется выполнением конкретных примеров.
2
BY 8387 C1 2006.08.30
Пример 1.
Керамическая масса, включающая, мас. %: каолин 50,0; глину огнеупорную 16,2; песок кварцевый 18,8; углекислый литий 14,5; глинозем 0,5, готовится шликерным методом.
Предварительно измельченные до размера зерен не более 5 мм компоненты загружаются в
шаровую мельницу мокрого помола в две стадии: в первую стадию загружают кварцевый
песок, глинозем, глину огнеупорную, во вторую - каолин, углекислый литий. Для обеспечения требуемых литьевых характеристик в состав шликера вводится комплексный электролит, включающий кальцинированную соду, жидкое натриевое стекло и углещелочной
реагент. Количество электролита составляло 0,53-0,56 мас. % (сверх 100 % составляющих). Помол производится до остатка на контрольном сите с сеткой № 0063 К в количестве не более 1,5 %. Изготовление изделий осуществляется литьем в гипсовые формы. Время набора черепка в зависимости от вида изделий составляет 15-30 мин. После извлечения
из гипсовых форм оправленные изделия подаются на сушку. Сушка полуфабрикатов производится при температуре 100±10 °С. Обжиг продукции осуществляется при 1100 и
1200 °С с выдержкой при максимальных температурах в течение 1 ч.
Остальные примеры выполняются аналогично и иллюстрируются составами, приведенными в табл. 2.
В табл. 3 приведены физико-химические характеристики заявляемых масс в сравнении
с прототипом.
Таблица 2
Составы заявляемых масс и прототипа
Номер состава заявляемого изобретения
Состав массы, мас. %
Прототип [2]
1
2
3
Каолин
50,0
47,2
48,6
58,0
Песок кварцевый
18,8
15,1
15,6
25,7
Углекислый литий
14,5
19,5
15,0
16,3
Глина огнеупорная
16,2
15,7
16,2
Глинозем
0,5
2,5
4,6
Таблица 3
Физико-химические свойства заявляемых масс и прототипа
Номер состава заявляемого изобретения
Показатели свойств
Прототип [2]
1
2
3
Температура обжига, °С
1100 1200 1100 1200 1100 1200 1200 1300
Прочность при изгибе, МПа
36,81 38,16 37,61 40,81 37,62 39,93 38,75 38,20
Усадка общая, %
2,3
2,8
2,6
3,7
3,2
3,8
0,00 0,00
Термостойкость, количество
теплосмен воздух-вода без
>60 >100 >100 >100 >60 >100 >35
>35
разрушения (10-1000 °С)
Водопоглощение, %
26,1 22,3 24,6 17,0 20,6
4,1
26,4 25,8
3
Плотность кажущаяся, кг/м
1383 1494 1422 1675 1452 1630 1450 1480
Пористость открытая, %
36,1 33,3 35,0 28,4 29,9 22,9 38,8 38,2
ТКЛР в интервале температур
11,5
4,1
3,9
-0,5 10,0
2,6
7,0
2,6
20-700 °С, α⋅107, К-1
Текучесть шликера, с,
после выстаивания в течение
30 с
8,2
8,6
7,4
30 мин
13,5
14,0
12,4
Коэффициент загустеваемости
1,65
1,63
1,68
шликера
3
BY 8387 C1 2006.08.30
Как видно из приведенных данных, заявляемая масса обладает сниженными значениями водопоглощения, обеспеченными при пониженных температурах обжига. Так, у
заявляемого решения водопоглощение составляет 20,6-26,1 % и 14,1-22,3 % против 26,4 %
и 25,8 % у известного состава. Указанные значения водопоглощения обеспечены соответственно при температуре обжига 1100 и 1200 °С для заявляемого и 1200 и 1300 °С для известного состава.
Кроме того, улучшены показатели стойкости к термоудару при нагревании до 1000 °С
с выдержкой при ней в течение 30 мин и последующим резким охлаждением в воде до
10 °С. Так, у известного состава, обожженного при температуре 1200 °С, эти значения составляют 35 теплосмен против 100 теплосмен у образцов заявляемого состава. Это увеличение является существенным, так как обеспечивает повышение эксплуатационных характеристик изделий, предназначенных для приготовления пищи на различных источниках
нагрева.
Это обусловлено уменьшением ТКЛР керамического черепка для заявляемого решения, значения которого в интервале температур 20-700 °С для образцов, обожженных при
температуре 1200 °С, значительно снижены по сравнению с известным решением. Так, у
заявляемой массы эти значения составляют от - 0,5⋅10-7 К-1 до + 4,1⋅10-7 К-1. У известной
массы, обожженной при 1200 °С, это значение составляет 7,0⋅10-7 К-1, что значительно
превышает заявляемое решение.
Другие показатели свойств изделий, изготовленных из заявляемой массы, находятся
на уровне образцов прототипа: прочность при изгибе, кажущаяся плотность.
Известные составы масс получены по технологии горячего литья, протяжки или полусухого прессования.
Разработанные керамические массы для получения термостойкой посуды апробированы на ОАО "Белхудожкерамика". Изделия прошли необходимые испытания, получено положительное заключение Минздрава Республики Беларусь о возможности использования
нового вида керамической посуды для приготовления и хранения пищи.
Заявляемый состав может быть использован на ОАО "Белхудожкерамика" и ПО "Монолит".
Источники информации:
1. А.с. СССР 899507, МПК4 С 04В 35/18, 1982.
2. Масленникова Г.Н., Харитонов Ф.Я. Электрокерамика, стойкая к термоударам. М.: Энергия, 1977. - С. 155-159 (прототип).
3. Августиник А.И. Керамика. - Л.: Стройиздат, 1975. - С. 592.
4. Будников П.П., Балкевич В.Л., Бережной Б.С. и др. Технология керамики и огнеупоров. - М.: Стройиздат, 1972. - С. 552.
5. Hummel F.A. Thermal expansion properties of some synthetic lithia minerals. / Amer. Ceram. Soc. - 1951. - Vol. 34. - P. 235.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
95 Кб
Теги
by8387, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа