RU2494994C1 - Method of producing alumina ceramic - Google Patents
Method of producing alumina ceramic Download PDFInfo
- Publication number
- RU2494994C1 RU2494994C1 RU2012114332/03A RU2012114332A RU2494994C1 RU 2494994 C1 RU2494994 C1 RU 2494994C1 RU 2012114332/03 A RU2012114332/03 A RU 2012114332/03A RU 2012114332 A RU2012114332 A RU 2012114332A RU 2494994 C1 RU2494994 C1 RU 2494994C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- glass
- alumina
- temperature
- additive
- ceramic
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к способам получения корундового керамического материала, предназначенного для изготовления изделий из конструкционной керамики с повышенными статическими нагрузками.The invention relates to methods for producing corundum ceramic material intended for the manufacture of products from structural ceramics with high static loads.
Техническим результатом является понижение температуры обжига при одновременном повышении предела прочности при изгибе.The technical result is to lower the firing temperature while increasing the tensile strength in bending.
Технический результат достигается тем, что глинозем смешивают с минерализатором, приготовленным из легкоплавких стекол, синтезированных при температуре 400-450°C в трехкомпонентной стеклообразующей системе P2O5-B2O3-SiO2 при соотношении компонентов (1-2):(0.5-1,0):(2,5-3), а также фторидами или хлоридами щелочных металлов при следующем соотношении компонентов сырьевой смеси, масс.%:The technical result is achieved by the fact that alumina is mixed with a mineralizer prepared from fusible glasses synthesized at a temperature of 400-450 ° C in a three-component glass-forming system P 2 O 5 -B 2 O 3 -SiO 2 with a ratio of components (1-2) :( 0.5-1.0) :( 2.5-3), as well as fluorides or chlorides of alkali metals in the following ratio of components of the raw material mixture, wt.%:
а обжиг проводят при температуре 1310-1340°C.and firing is carried out at a temperature of 1310-1340 ° C.
Известен способ получения корундового керамического материала, предназначенного для изготовления изделий из конструкционной керамики со стеклодобавкой-минерализатором, содержащим оксиды магния, кальция, кремния и бора при массовом соотношении 0,5:0,5:1:1 (пат. №2171244, МПК C04B 35/111, заявл. 10.04.2000, опубл. 7.07.2001 г.). Обжиг керамики проводят при 1440-1460°C, а шихта имеет следующее соотношение компонентов, масс.%:A known method of producing corundum ceramic material intended for the manufacture of products from structural ceramics with glass-mineralizer containing oxides of magnesium, calcium, silicon and boron in a mass ratio of 0.5: 0.5: 1: 1 (US Pat. No. 2171244, IPC C04B 35/111, claimed 10.04.2000, published 7.07.2001). Ceramics are fired at 1440-1460 ° C, and the mixture has the following ratio of components, wt.%:
Недостатком известного способа является повышенная температура обжига керамики (1440-1460°C), а также необходимость предварительного спекания стеклодобавки-минерализатора (8-12 мас.%) при достаточно высоких температурах 900-1000°C.The disadvantage of this method is the increased firing temperature of ceramics (1440-1460 ° C), as well as the need for preliminary sintering of the glass-mineralizer (8-12 wt.%) At sufficiently high temperatures of 900-1000 ° C.
Наиболее близким техническим решением является способ получения высококачественной конструкционной корундовой керамики со стеклодобавкой-минерализатором, содержащим оксиды кремния, кальция и бора в массовом соотношении 1:1:1 и спеченным при 900-1000°C. При этом шихта дополнительно содержит фторидосодержащую добавку в количестве 0,5-1 масс.%, а обжиг керамики проводят при температуре 1500-1550°C (пат. №2119901, МПК C04B 35/10, C04B 35/18, заявл. 10.06.1997 г., опубл. 10.10.1998 г.). Недостатком наиболее близкого технического решения способа является высокая температура как предварительного спекания стеклодобавки, так и обжига корундовой керамики.The closest technical solution is a method for producing high-quality structural corundum ceramics with a glass-additive-mineralizer containing silicon, calcium and boron oxides in a mass ratio of 1: 1: 1 and sintered at 900-1000 ° C. Moreover, the charge additionally contains a fluoride-containing additive in an amount of 0.5-1 wt.%, And the ceramic is fired at a temperature of 1500-1550 ° C (US Pat. No. 2119901, IPC C04B 35/10, C04B 35/18, application. 10.06. 1997, published on 10/10/1998). The disadvantage of the closest technical solution to the method is the high temperature of both the preliminary sintering of the glass additive and the firing of corundum ceramics.
Задачей предлагаемого способа является разработка способа получения корундовой керамики, имеющей низкую температуру обжига корундовой керамики при высоких показателях прочности при изгибе.The objective of the proposed method is to develop a method for producing corundum ceramics having a low firing temperature of corundum ceramics with high bending strengths.
В этом состоит новый технический результат, находящийся в причинно- следственной связи с существенными признаками изобретения.This is a new technical result, which is in a causal relationship with the essential features of the invention.
Существенные признаки изобретения заключаются в том, что в способе получения корундовой керамики, включающей измельчение и смешивание глинозема с предварительно спеченной стеклодобавкой-минерализатором и фторсодержащей добавкой, прессование и обжиг керамики, согласно изобретению, в качестве стеклодобавки-минерализатора используют трехкомпонентную стеклообразующую систему P2O5-B2O3-SiO2 при соотношении компонентов (1-2):(0.5-1,0):(2,5-3) предварительно спеченной при температуре 400-450°C, которую смешивают или с фторидами или хлоридами щелочных металлов и глиноземом при следующем соотношении компонентов сырьевой смеси, масс.%:The essential features of the invention are that in the method for producing corundum ceramics, including grinding and mixing alumina with a pre-sintered glass-additive-mineralizer and a fluorine-containing additive, pressing and firing the ceramics according to the invention, a three-component glass-forming system P 2 O 5 is used as a glass-additive-mineralizer -B 2 O 3 -SiO 2 at a ratio of components (1-2) :( 0.5-1.0) :( 2.5-3) pre-sintered at a temperature of 400-450 ° C, which is mixed with either alkali fluorides or chlorides metals and alumina in the following ratio of components of the raw material mixture, wt.%:
а обжиг керамики проводят при температуре 1310-1340°C.and firing ceramics is carried out at a temperature of 1310-1340 ° C.
Использование комбинированного минерализатора, состоящего из стеклодобавки, обладающей низкой температурой размягчения (500-550°C) в сочетании с хлоридами или фторидами щелочных металлов с низкой динамической вязкостью η=1,0-5,0 Па·с и высокой удельной растекаемостью ρ=0,5-2,0 м2/г·103 в интервале температур обжига керамики обеспечивает в процессе обжига образование жидкой фазы высокой реакционной активности за счет низкой вязкости и низкой температуры образования расплава комбинированного минерализатора. В качестве фторидов использовали например, KF или NaF, роль хлоридов выполняли, например, KCl или NaCl.The use of a combined mineralizer consisting of a glass additive with a low softening temperature (500-550 ° C) in combination with chlorides or fluorides of alkali metals with low dynamic viscosity η = 1.0-5.0 Pa · s and high specific flowability ρ = 0 , 5-2.0 m 2 / g · 10 3 in the range of firing temperatures of ceramics provides during the firing process the formation of the liquid phase of high reactivity due to the low viscosity and low temperature of formation of the melt of the combined mineralizer. As fluorides, for example, KF or NaF was used, the role of chlorides was performed, for example, KCl or NaCl.
Способ осуществляется следующим образом. Предварительно готовят добавку-минерализатор синтезом при температуре 400-450°C компонентов P2O5, B2O3, SiO2, взятых в массовом соотношении (1-2):(0.5-1,0):(2,5-3). Далее компоненты шихты - глинозем (81-83 масс.%), стеклодобавка-минерализатор (15-16 масс.%), фториды или хлориды щелочных металлов (2-3 масс.%), тщательно измельчают до фракции 1-2 мкм. Полученную шихту синтезируют при температуре 1250°C и вновь измельчают, преимущественно в вибромельнице. Из полученной шихты формуют образцы при давлении формования 80-100 МПа, а далее обжигают при температуре 1310-1340°C.The method is as follows. A mineralizer additive is preliminarily prepared by synthesis at a temperature of 400-450 ° C of the components P 2 O 5 , B 2 O 3 , SiO 2 taken in the mass ratio (1-2) :( 0.5-1.0) :( 2.5- 3). Further, the components of the charge - alumina (81-83 wt.%), Glass-additive-mineralizer (15-16 wt.%), Fluorides or chlorides of alkali metals (2-3 wt.%), Are thoroughly crushed to a fraction of 1-2 microns. The resulting mixture is synthesized at a temperature of 1250 ° C and again crushed, mainly in a vibratory mill. Samples are molded from the resulting mixture at a molding pressure of 80-100 MPa, and then fired at a temperature of 1310-1340 ° C.
Данные по составу стеклодобавки-минерализатора, соотношению компонентов стеклодобавки, содержанию компонентов шихты, температуре обжига и прочностным характеристикам обожженных изделий по заявляемому способу в сравнении с прототипом представлены в табл.1.Data on the composition of the glass additive-mineralizer, the ratio of the components of the glass additive, the content of the charge components, the firing temperature and the strength characteristics of the calcined products by the present method in comparison with the prototype are presented in table 1.
Анализ данных таблицы 1 свидетельствует о перспективности использования стеклодобавки составов 0,2P2O5-0,2B2O3-0,6SiO2, 0,4P2O5-0,1B2O3-0,5SiO2 при соотношении компонентов (1-2):(0.5-1,0):(2,5-3), обеспечивающей максимальную прочность при изгибе при минимальной температуре обжига (составы 2,3) из числа исследованных составов 1-5 с различными соотношениями составляющих стеклодобавки, при этом содержание компонентов шихты поддерживалось на фиксированном уровне.The analysis of the data in table 1 indicates the promising use of glass additives of the compositions 0.2P 2 O 5 -0.2B 2 O 3 -0.6SiO 2 , 0.4P 2 O 5 -0.1B 2 O 3 -0.5SiO 2 with a ratio of components (1-2) :( 0.5-1.0) :( 2.5-3), which provides maximum bending strength at a minimum firing temperature (compositions 2.3) from among the investigated compositions 1-5 with different ratios of the components of the glass additive, while the content of the components of the charge was maintained at a fixed level.
Обоснование оптимального количества стеклодобавки-минерализатора, фторидов или хлоридов щелочных металлов, а также глинозема по заявляемому способу представлено в табл.1 и приведено по отношению к оптимальному составу минерализующей стеклодобавки 0,2P2O5-0,2B2O3-0,6SiO2 (состав 2, табл.1) при соотношении в ней компонентов соответственно 1:1:3, обеспечивающих наивысшие показатели прочности корундовой керамики при изгибе.The rationale for the optimal amount of glass-additive-mineralizer, fluorides or chlorides of alkali metals, as well as alumina according to the claimed method are presented in table 1 and are given in relation to the optimal composition of the mineralizing glass-additive 0.2P 2 O 5 -0.2B 2 O 3 -0.6SiO 2 (composition 2, table 1) with a component ratio of 1: 1: 3, respectively, providing the highest bending strength of corundum ceramics.
Анализ данных таблицы 1 свидетельствует о преимуществах содержания стеклодобавки-минерализатора в количестве 15-16 масс.%, фторидов или хлоридов щелочных металлов - 2-3 масс.%, глинозема 81-83 масс.% (составы 7, 9, 11 табл.1).Analysis of the data in table 1 indicates the advantages of the content of glass-mineralizer in the amount of 15-16 wt.%, Fluorides or chlorides of alkali metals - 2-3 wt.%, Alumina 81-83 wt.% (Compositions 7, 9, 11 of table 1 )
Данные по оптимальному температурному интервалу подготовки стеклодобавки приведены в таблице 2 (для состава 11, табл.1).Data on the optimal temperature interval for the preparation of glass additives are given in table 2 (for composition 11, table 1).
Анализ данных таблицы 2 свидетельствует об оптимальном температурном интервале предварительной подготовки стеклодобавки в 400-450°C.The analysis of the data in table 2 indicates the optimal temperature interval for the preliminary preparation of glass additives at 400-450 ° C.
Claims (1)
а обжиг керамики проводят при температуре 1310-1340°C. A method of producing corundum ceramics, including grinding and mixing alumina with a pre-sintered glass-additive-mineralizer and a fluorine-containing additive, pressing and firing ceramics, characterized in that a three-component glass-forming system P 2 O 5 -B 2 O 3 -SiO 2 is used as a glass material-mineralizer when the ratio of components (1-2) :( 0.5-1.0) :( 2.5-3), previously sintered at a temperature of 400-450 ° C, which is mixed with either fluorides or alkali metal chlorides and alumina at the following ratio comrade raw mix, wt.%:
and firing ceramics is carried out at a temperature of 1310-1340 ° C.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012114332/03A RU2494994C1 (en) | 2012-04-11 | 2012-04-11 | Method of producing alumina ceramic |
EA201200683A EA021431B1 (en) | 2012-04-11 | 2012-05-30 | Method of producing alumina ceramic |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012114332/03A RU2494994C1 (en) | 2012-04-11 | 2012-04-11 | Method of producing alumina ceramic |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2494994C1 true RU2494994C1 (en) | 2013-10-10 |
Family
ID=49302925
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012114332/03A RU2494994C1 (en) | 2012-04-11 | 2012-04-11 | Method of producing alumina ceramic |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EA (1) | EA021431B1 (en) |
RU (1) | RU2494994C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU739035A1 (en) * | 1978-10-03 | 1980-06-05 | Рижский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт | Ceramic material |
JPS61106430A (en) * | 1984-10-31 | 1986-05-24 | Noritake Co Ltd | Ceramic die for blow-molding glass article |
RU2119901C1 (en) * | 1997-06-10 | 1998-10-10 | Институт химии Коми научного центра Уральского отделения РАН | Method of manufacturing corundum ceramics |
RU2171244C1 (en) * | 2000-04-10 | 2001-07-27 | Институт химии Коми научного центра Уральского отделения РАН | Method of preparing corundum ceramic material |
US20110189622A1 (en) * | 2008-11-18 | 2011-08-04 | Tosoh Corporation | Colored alumina sintered body of high toughness and high translucency, and its production method and its uses |
-
2012
- 2012-04-11 RU RU2012114332/03A patent/RU2494994C1/en not_active IP Right Cessation
- 2012-05-30 EA EA201200683A patent/EA021431B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU739035A1 (en) * | 1978-10-03 | 1980-06-05 | Рижский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт | Ceramic material |
JPS61106430A (en) * | 1984-10-31 | 1986-05-24 | Noritake Co Ltd | Ceramic die for blow-molding glass article |
RU2119901C1 (en) * | 1997-06-10 | 1998-10-10 | Институт химии Коми научного центра Уральского отделения РАН | Method of manufacturing corundum ceramics |
RU2171244C1 (en) * | 2000-04-10 | 2001-07-27 | Институт химии Коми научного центра Уральского отделения РАН | Method of preparing corundum ceramic material |
US20110189622A1 (en) * | 2008-11-18 | 2011-08-04 | Tosoh Corporation | Colored alumina sintered body of high toughness and high translucency, and its production method and its uses |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EA021431B1 (en) | 2015-06-30 |
EA201200683A1 (en) | 2013-10-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6907192B2 (en) | Lithium silicate low temperature quartz glass ceramic | |
US9757311B2 (en) | Lithium silicate glass ceramics and lithium silicate glass containing cesium oxide | |
CN103395996A (en) | Preparation method of low melting point aluminum-boron-silicon glass ceramic bond for CBN (Cubic Boron Nitride) grinding tool | |
KR20140075777A (en) | Lithium silicate glass ceramic and lithium silicate glass comprising a trivalent metal oxide | |
CN106458714A (en) | Glass ceramic comprising a quartz-mix crystal phase | |
RU2361843C1 (en) | Ceramic mass | |
RU2494994C1 (en) | Method of producing alumina ceramic | |
JP5083971B2 (en) | Composition for low-temperature fired porcelain and method for producing low-temperature fired porcelain | |
CN114920541A (en) | High-wear-resistance ceramic material for ceramic tiles, preparation method of high-wear-resistance ceramic material and high-wear-resistance ceramic tiles | |
CN104176938A (en) | Microcrystal glass plate taking agrellite as main crystal phase and production method of microcrystal glass plate | |
RU2751616C1 (en) | Method for preparing suspension for casting ceramic articles | |
RU2397968C1 (en) | Composition and method of making corundum refractory concrete | |
RU2669960C1 (en) | Method of producing glass-silica | |
KUNDURACI et al. | The effect of nepheline syenite addition on sanitaryware body | |
RU2714175C1 (en) | Composition for making heat-resistant porous composites | |
JP6761682B2 (en) | Method for manufacturing silicate polymer molded product | |
RU2171244C1 (en) | Method of preparing corundum ceramic material | |
RU2406712C1 (en) | Mixture for making brown-coloured glase | |
RU2582140C1 (en) | Ceramic mixture for making glazed tiles | |
RU2484063C1 (en) | Raw mix for manufacturing of ceramic thermal insulating building materials | |
RU2458886C1 (en) | Mixture for producing cordierite ceramics | |
RU2476405C1 (en) | Raw material mix for obtaining facing ceramics | |
RU2203246C2 (en) | Ceramic mud | |
CN108558412B (en) | Preparation method of porous silicon nitride ceramic material | |
RU2485075C1 (en) | Method of producing ceramic composite material |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170412 |