RU2494995C2 - Mixture for producing cordierite ceramic - Google Patents

Mixture for producing cordierite ceramic Download PDF

Info

Publication number
RU2494995C2
RU2494995C2 RU2011103506/03A RU2011103506A RU2494995C2 RU 2494995 C2 RU2494995 C2 RU 2494995C2 RU 2011103506/03 A RU2011103506/03 A RU 2011103506/03A RU 2011103506 A RU2011103506 A RU 2011103506A RU 2494995 C2 RU2494995 C2 RU 2494995C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pyrophyllite
mixture
cordierite
kaolin
magnesium
Prior art date
Application number
RU2011103506/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011103506A (en
Inventor
Николай Валентинович Стуценко
Original Assignee
Николай Валентинович Стуценко
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Николай Валентинович Стуценко filed Critical Николай Валентинович Стуценко
Priority to RU2011103506/03A priority Critical patent/RU2494995C2/en
Publication of RU2011103506A publication Critical patent/RU2011103506A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2494995C2 publication Critical patent/RU2494995C2/en

Links

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to refractory structural materials for making cordierite-based heat resistant ceramic articles which can be widely used in metallurgy, mechanical engineering and chemical industry as refractories, filters and catalyst supports. The mixture for producing cordierite ceramic contains components in the following ratio, wt %: kaolin 7.1-77.34, pyrophyllite 8.0-70.7, aluminium hydroxide 0.46-16, magnesium oxide 13.0-13.52, magnesium fluoride 1.2-2.5. In optimum versions of the invention, the mixture contains chemically activated kaolin and pyrophyllite, the pyrophyllite being finely dispersed with particle size of 2-4 mcm.
EFFECT: reduced loss of synthesised material, obtaining cordierite ceramic with an oriented plate-like structure, having a low coefficient of linear thermal expansion and higher mechanical strength and thermal resistance to cyclic sign-alternating thermal loads.
3 cl, 3 tbl

Description

Изобретение относится к огнеупорным конструкционным материалам для изготовления термостойких керамических изделий на основе кордиерита, которые могут найти широкое применение в металлургии, машиностроении и химической промышленности в качестве огнеупоров, фильтров и носителей катализаторов.The invention relates to refractory structural materials for the manufacture of heat-resistant ceramic products based on cordierite, which can be widely used in metallurgy, mechanical engineering and the chemical industry as refractories, filters and catalyst supports.

Известна шихта для получения кордиеритовой керамики (Огнеупоры, №12, 1987, с.24-26), содержащая тальк, каолин и глинозем или плавленый корунд с температурой синтеза 1386°C. Исходные материалы предварительно измельчают, прессуют или формируют другими методами, обжигают при температуре в пределах 1300-1410°C, получают кордиеритовую керамику с содержанием около 80% кордиерита и примесями энстатита, муллита и стеклофазы.A known mixture for producing cordierite ceramics (Refractories, No. 12, 1987, p.24-26) containing talc, kaolin and alumina or fused corundum with a synthesis temperature of 1386 ° C. The starting materials are pre-crushed, pressed or formed by other methods, calcined at a temperature in the range of 1300-1410 ° C, cordierite ceramics is obtained with a content of about 80% cordierite and impurities of enstatite, mullite and glass phase.

Недостатком этого состава является присутствие в керамике большого количества /10-20 об.% / минеральных примесей в виде кварца, муллита, корунда и стекла, что отрицательно влияет на теплофизические свойства (термостойкость, температурный коэффициент линейного расширения ТКЛР) керамических материалов и изделий. В частности, ТКЛР такой керамики находится в пределах 3,5-3,8×10-6 °C-1. Хотя указанная керамика обладает высокой термостойкостью, но вместе с тем она обладает существенными недостатками. Сырьевая смесь состоит из дефицитных природных материалов талька и высококачественной огнеупорной глины и третьего наиболее дорогого и дефицитного компонента - технического глинозема или электроплавленого корунда. Кроме того, на основе такой сырьевой смеси кордиеритовую керамику получают обжигом в очень узком температурном интервале (15-20°C). В процессе нагрева быстро нарастает масса жидкой стекловидной фазы кордиерита и резко снижается термостойкость керамики. Узкий интервал нагрева затрудняет производство такой керамики, не позволяет регулировать ее свойства и для расширения температурного интервала обжига до 40-50°C вводят дорогие и дефицитные специальные добавки. Термостойкость известных марок кордиеритовой керамики лежит в пределах 640-700°C.The disadvantage of this composition is the presence in ceramics of a large amount of / 10-20 vol.% / Mineral impurities in the form of quartz, mullite, corundum and glass, which negatively affects the thermal properties (heat resistance, temperature coefficient of linear expansion of thermal expansion coefficient) of ceramic materials and products. In particular, the thermal expansion coefficient of such ceramics is in the range of 3.5-3.8 × 10 -6 ° C -1 . Although this ceramic has high heat resistance, but at the same time it has significant disadvantages. The raw mix consists of scarce natural materials of talc and high-quality refractory clay and the third most expensive and scarce component - industrial alumina or electrofused corundum. In addition, based on such a raw material mixture, cordierite ceramics is obtained by firing in a very narrow temperature range (15-20 ° C). During the heating process, the mass of the liquid glassy phase of cordierite rapidly increases and the thermal stability of ceramics sharply decreases. A narrow heating interval makes it difficult to manufacture such ceramics, does not allow its properties to be regulated, and expensive and scarce special additives are introduced to expand the firing temperature range to 40-50 ° C. Heat resistance of well-known brands of cordierite ceramics is in the range of 640-700 ° C.

Известна также наиболее близкая по технической сущности шихта для получения кордиеритовой керамики, раскрытая в патенте US №3950175, С04В 35/06, опубл. 13.04.1976 (I), столб. 4 пример 2 (состав 8), которая содержит (мас.%): каолин 15,4, пирофиллит 15,4, тальк (соединение, содержащее MgO) 38,2, гидроксид алюминия 31,0. Компоненты шихты смешивают совместным помолом, формуют изделия и спекают при температуре 1375-1425°C. Авторами предлагается эмпирически подобранный путем замены глинистого сырья состав с использованием кианита, кварца, плавленного кварца, пирофиллита (материалы с частицами с ограниченной удельной поверхностью) для получения структурированной пористой кордиеритовой керамики с кажущейся пористостью до 25% и равномерным распределением пор по размерам (не менее 10 микрон). Пористость и размер пор в прототипе контролируются количеством введения исходных компонентов и размером монодисперсных частиц используемого исходного сырья.Also known is the closest in technical essence of the mixture to obtain cordierite ceramics, disclosed in US patent No. 3950175, С04В 35/06, publ. 04/13/1976 (I), pillar. 4 example 2 (composition 8), which contains (wt.%): Kaolin 15.4, pyrophyllite 15.4, talc (compound containing MgO) 38.2, aluminum hydroxide 31.0. The components of the mixture are mixed by joint grinding, molded products and sintered at a temperature of 1375-1425 ° C. The authors propose an empirically selected composition by replacing clay raw materials using kyanite, quartz, fused silica, pyrophyllite (materials with particles with a limited specific surface) to obtain a structured porous cordierite ceramic with an apparent porosity of up to 25% and a uniform pore size distribution (at least 10 micron). The porosity and pore size in the prototype are controlled by the amount of introduction of the starting components and the size of the monodisperse particles of the feedstock used.

Недостатком этой шихты является низкое содержание кордиеритовой фазы - 70 объемн. %, что определяет присутствие большого количества посторонних фаз, и, естественно, значительное ухудшение свойств, в том числе, повышение коэффициента термического расширения, а также снижения механической прочности за счет значительного увеличения пористости. Использование авторами прототипа пирофиллита обеспечивает только стабильность конфигурации и размеров пор за счет устойчивости исходной слоистой структуры его частиц.The disadvantage of this mixture is the low content of cordierite phase - 70 vol. %, which determines the presence of a large number of extraneous phases, and, of course, a significant deterioration in properties, including an increase in the coefficient of thermal expansion, as well as a decrease in mechanical strength due to a significant increase in porosity. The use of the prototype pyrophyllite by the authors ensures only the stability of the configuration and pore size due to the stability of the initial layered structure of its particles.

В основу данного изобретения положена задача обеспечения стехиометрического состава керамического материала путем твердофазного синтеза при котором пирофиллит сохраняет свою исходную пластинчатую структуру, вследствие чего уменьшаются потери синтезируемого материала, обеспечивается получение кордиеритовой керамики с ориентированной пластинчатой структурой обладающей уникальным сочетанием свойств: низкого значения ТКЛР и более высоких механической прочности и термической стойкости к воздействию циклических знакопеременных тепловых нагрузок.The basis of this invention is the task of ensuring the stoichiometric composition of the ceramic material by solid-phase synthesis in which pyrophyllite retains its original lamellar structure, as a result of which the synthesized material is reduced, cordierite ceramics with oriented lamellar structure having a unique combination of properties are obtained: low thermal expansion coefficient and higher mechanical strength and thermal resistance to cyclic alternating pilaf loads.

Для решения этой задачи шихта для получения кордиеритовой керамики, содержащая каолин, пирофиллит, соединение магния и гидроксид аглюминия, согласно изобретению в качестве соединения магния она содержит оксид магния MgO и фторид магния MgF2, при следующем соотношении компонентов шихты, мас.%:To solve this problem, a mixture for producing cordierite ceramics containing kaolin, pyrophyllite, a magnesium compound and aggluminium hydroxide, according to the invention, it contains magnesium oxide MgO and magnesium fluoride MgF 2 as a magnesium compound, in the following ratio of charge components, wt.%:

каолинkaolin 7,1-77,347.1-77.34 пирофиллитpyrophyllitis 8,0-70,78.0-70.7 гидроксид алюминияaluminum hydroxide 0,46-16,20.46-16.2

соединения магния:magnesium compounds:

оксид магния MgOmagnesium oxide MgO 13,0-13,513.0-13.5 фторид магния MgF2 magnesium fluoride MgF 2 1,2-2,5.1.2-2.5.

При оптимальных вариантах реализации изобретения шихта содержит химически активированные каолин и пирофиллит; причем она содержит пирофиллит тонкомолотый с частицами в виде чешуек и пластинок (как результат разрушения слоистой структуры) с размером 2-4 мкм. Характерный вид (облик) пирофиллитовых агрегатов: таблитчатые, пластинчатые, листовые и чешуйчатые с различной формой. Форма агрегатов пирофиллита бывает вытянутая, характерно ленточная в виде полосок с параллельными сторонами, а также с чешуйчатым или листовым строением. Морфологические неизометрические особенности и дефекты структуры пирофиллита в виде волокнистости, чешуйчатости, пластинчатости, трещиноватости сохраняются до самого тонкого (менее 1 мкм) помола, а также при спекании до плавления, что и обеспечивает высокие термостойкость и механическую прочность. При помоле плотные слоистые агрегаты пирофиллита расщепляются (распадаются) на тонкие пластинки и чешуйки, а пластинчатые и чешуйчатые агрегаты на более мелкие - единичные пластинки и чешуйки.In optimal embodiments of the invention, the mixture contains chemically activated kaolin and pyrophyllite; moreover, it contains pyrophyllite finely ground with particles in the form of flakes and plates (as a result of the destruction of the layered structure) with a size of 2-4 microns. A characteristic type (appearance) of pyrophyllite aggregates: tabular, lamellar, leaf and scaly with a different shape. The form of pyrophyllite aggregates is elongated, typically ribbon-like in the form of strips with parallel sides, as well as with a scaly or leaf structure. Morphological non-isometric features and structural defects of pyrophyllite in the form of fiber, scaly, lamellar, fissured are preserved until the finest (less than 1 μm) grinding, as well as during sintering before melting, which ensures high heat resistance and mechanical strength. When grinding, dense layered pyrophyllite aggregates are split (decomposed) into thin plates and flakes, and lamellar and scaly aggregates into smaller ones — single plates and flakes.

Предлагаемое соотношение компонентов в исходной смеси подобрано экспериментально и отклонение от указанных диапазонов приводит к резкому снижению содержания кордиеритовой фазы и, как следствие, к ухудшению его физико-механических свойств, особенно термостойкости. Использование природного сырья в виде пирофиллита в сочетании с введенными в состав шихты гидроксидом алюминия и фторидом магния как минерализатора позволяет осуществить полный твердофазный синтез кордиеритовой фазы и повысить ее содержание от 80 до 100%. Использование твердофазного синтеза позволяет совместить синтез с процессом спекания и изготавливать стойкие к коррозии и термическому удару безусадочные и плотные кордиеритовые изделия. Введение в состав шихты пирофиллита эффективно лишь при использовании метода твердофазного синтеза кордиерита. Это связано с тем, что пирофиллит обладает уникальной способностью сохранять исходную слоистую структуру, которая определяет высокие теплофизические свойства кордиеритовой керамики, вплоть до температуры плавления. Пирофиллит относится к слоистым алюмосиликатам с отличным, по сравнению с другими алюмосиликатами, в том числе с каолином, устойчивым строением слоев. Образованная после удаления из пирофиллита воды фаза (метапирофиллит), в отличие от всех алюмосиликатов сохраняет при термообработке до температуры 1150°C свою исходную (природную) кристаллическую структуру и ее морфологические особенности - слоистость. При температуре выше 1200°C наблюдаются морфологические изменения кристаллов метапирофиллита - анизотропизация зерен и агрегатов. Практически идентифицируется образование волокнистой ориентированной структуры с включениями муллита в виде иголок и пластинок, что и обеспечивает сочетание достаточно высоких механической и термической стойкости и низкого ТКЛР пирофиллитсодержащей керамики, в том числе, кордиерита.The proposed ratio of the components in the initial mixture is selected experimentally and a deviation from these ranges leads to a sharp decrease in the content of cordierite phase and, as a consequence, to a deterioration in its physical and mechanical properties, especially heat resistance. The use of natural raw materials in the form of pyrophyllite in combination with aluminum hydroxide and magnesium fluoride introduced into the mixture as a mineralizer allows for the complete solid-phase synthesis of the cordierite phase and increase its content from 80 to 100%. The use of solid-phase synthesis allows you to combine synthesis with the sintering process and to produce non-shrink and dense cordierite products resistant to corrosion and thermal shock. The introduction of pyrophyllite into the mixture is effective only when using the solid-phase synthesis of cordierite method. This is due to the fact that pyrophyllite has a unique ability to maintain the initial layered structure, which determines the high thermophysical properties of cordierite ceramics, up to the melting temperature. Pyrophyllite refers to layered aluminosilicates with excellent, in comparison with other aluminosilicates, including kaolin, a stable structure of the layers. The phase (metapyrophyllite) formed after removal of water from pyrophyllite, unlike all aluminosilicates, retains its initial (natural) crystalline structure and its morphological features - layering during heat treatment to a temperature of 1150 ° C. At temperatures above 1200 ° C, morphological changes in metapyrophyllite crystals are observed - anisotropization of grains and aggregates. The formation of a fibrous oriented structure with mullite inclusions in the form of needles and plates is practically identified, which provides a combination of sufficiently high mechanical and thermal resistance and low thermal expansion coefficient of pyrophyllite-containing ceramics, including cordierite.

Химическая активация каолина и пирофиллита может быть осуществлена любым известным способом: интеркалированием, электрогидравлической обработкой, кислотной обработкой, вибропомолом и т.д. для диспергирования кристаллов каолинита и получения аморфизированых продуктов в результате их деструкции.Chemical activation of kaolin and pyrophyllite can be carried out by any known method: intercalation, electro-hydraulic treatment, acid treatment, vibro-grinding, etc. for dispersing kaolinite crystals and obtaining amorphized products as a result of their destruction.

Присутствие в шихте именно химически активированного каолина, имеющего частично разрушенную кристаллическую структуру с замедленной кристаллизацией первичного муллита при температуре 980°C и высокую дисперсность в сочетании с высокодисперсными гидроксидом алюминия и оксидом магния облегчает прямой синтез кордиеритовой керамики, минуя образование промежуточных кристаллических фаз - муллита, силикатов магния, алюмомагнезиальной шпинели, кристаллических модификаций кремнезема и корунда. Присутствие в шихте тонкомолотого /2-4 мкм/ пирофиллита, не имеющего вплоть до температур 1170-1200°C кристаллических новообразований способствует прямому синтезу кордиеритовой керамики. Кроме того, благодаря склонности кристаллической решетки пирофиллита к увеличению объема при дегидроксилации, добавка пирофиллита способствует уменьшению объемной усадки спеченной кордиеритовой керамики. Добавка гидроксида алюминия необходима для коррекции химического состава шихты при замене каолинита на пирофиллит с более низким содержанием Al2O3 за счет использования в предлагаемой совокупности фторида магния, являющегося минерализующей добавкой, обеспечивается прямой синтез кордиеритовой керамики из шихты данного состава. При его гидролизе при повышенных температурах образуется дисперсный оксид магния в активной форме.The presence of precisely chemically activated kaolin in the charge, which has a partially destroyed crystalline structure with delayed crystallization of primary mullite at a temperature of 980 ° C and high dispersion in combination with highly dispersed aluminum hydroxide and magnesium oxide, facilitates the direct synthesis of cordierite ceramics, bypassing the formation of intermediate crystalline phases - mullite, silicates magnesium, magnesia spinel, crystalline modifications of silica and corundum. The presence in the charge of finely ground / 2-4 microns / pyrophyllite, which does not have crystalline neoplasms up to temperatures of 1170-1200 ° C, contributes to the direct synthesis of cordierite ceramics. In addition, due to the tendency of the pyrophyllite crystal lattice to increase in volume during dehydroxylation, the addition of pyrophyllite reduces the volumetric shrinkage of sintered cordierite ceramics. The addition of aluminum hydroxide is necessary to correct the chemical composition of the charge when replacing kaolinite with pyrophyllite with a lower content of Al 2 O 3 due to the use of magnesium fluoride, which is a mineralizing additive, in the proposed combination, direct synthesis of cordierite ceramics from the mixture of this composition is provided. During its hydrolysis at elevated temperatures, dispersed magnesium oxide is formed in an active form.

Химический состав исходных компонентовThe chemical composition of the starting components НаименованиеName ОксидыOxides SiO2 SiO 2 Al2O3 Al 2 O 3 TiO2 TiO 2 Fe2O3 Fe 2 O 3 CaOCao MgOMgO MgF2 MgF 2 Na2O+K2ONa 2 O + K 2 O п.п.п.p.p.p. Каолин глуховецкийKaolin Glukhovetsky 47,047.0 36,636.6 0,600.60 0,500.50 0,400.40 0,200.20 -- 0,450.45 13,813.8 Пирофиллит овручскийOvruch pyrophyllitis 61,561.5 28,328.3 0,700.70 0,700.70 0,350.35 -- -- 0,600.60 4,54,5 Гидроксид алюминияAluminum hydroxide -- 57,457.4 -- -- -- -- -- 0,30.3 42,042.0 Оксид магнияMagnesium oxide 0,30.3 -- -- -- 0,150.15 97,197.1 -- -- 2,22.2 Фторид магнияMagnesium fluoride -- -- -- -- 0,100.10 0,200.20 99,799.7 -- --

Получение кордиеритовой керамики по данному изобретению включает следующие операции. Каолин увлажняют 10%-ным водным раствором соляной кислоты при соотношении каолина и раствора кислоты 1:1 и выдерживают в течение 12 часов при комнатной температуре. Затем в смесь вводят в указанной ниже последовательности оксид и фторид магния и предварительно размолотые гидроксид алюминия и пирофиллит. Смесь компонентов подвергают мокрому помолу в течение 3 часов. Гомогенизированную смесь подсушивают до влажности 10 мас.%. Полуфабрикаты изделий формуют способом полусухого прессования и обжигают при температуре 1320°C в течение 2 часов.Obtaining cordierite ceramics according to this invention includes the following operations. The kaolin is moistened with a 10% aqueous hydrochloric acid solution at a ratio of kaolin and acid solution of 1: 1 and incubated for 12 hours at room temperature. Then, magnesium oxide and fluoride and pre-milled aluminum hydroxide and pyrophyllite are introduced into the mixture in the following sequence. The mixture of components is subjected to wet grinding for 3 hours. The homogenized mixture is dried to a moisture content of 10 wt.%. Semi-finished products are molded by semi-dry pressing and calcined at a temperature of 1320 ° C for 2 hours.

По описанному выше способу были изготовлены шихты для получения кордиеритовой керамики различных составов с содержанием до 100 об.% кордиеритовой фазы.According to the method described above, charges were made to obtain cordierite ceramics of various compositions with a content of up to 100 vol.% Cordierite phase.

Пример 3 (оптимальный).Example 3 (optimal).

КаолинKaolin MgOMgO Al(ОН)3 Al (OH) 3 ПирофиллитPyrophyllitis MgF2 MgF 2 60,060.0 13,013.0 2,702.70 21,821.8 2,52,5

Кроме того, были изготовлены различные составы шихты для получения кордиеритовой керамики при предельных значениях (примеры 2-4), и при выходе за предельные значениях компонентов шихты (примеры 5-10), а также при тех же условиях технологического процесса и на том же оборудовании состав шихты по прототипу.In addition, various compositions of the mixture were made to obtain cordierite ceramics at limit values (examples 2-4), and beyond the limit values of the components of the mixture (examples 5-10), as well as under the same process conditions and on the same equipment the composition of the mixture according to the prototype.

Данные, сведенные в таблицу.The data summarized in the table.

Объект испытанийTest object № п/пNo. p / p Содержание компонентов, мас.%:The content of components, wt.%: Свойства кордиеритовой керамикиProperties of cordierite ceramics КаолинKaolin MgOMgO Al(ОН)3 Al (OH) 3 ПирофиллитPyrophyllitis MgF2 MgF 2 Объемная усадка, %Volumetric shrinkage,% ТКЛР (20-800°C)×10-6°C-1 TECL (20-800 ° C) × 10-6 ° C -1 Прочность при изгибе, МПаBending Strength, MPa Остаточная прочность, **МПаResidual Strength ** MPa Предлагаемый состав шихтыThe proposed composition of the charge 1one 7,17.1 13,513.5 16,216,2 62,062.0 1,21,2 0,00,0 0,00,0 96,096.0 87,287.2 22 24,124.1 13,013.0 7,57.5 53,353.3 2,12.1 0,00,0 0,00,0 98.098.0 89.789.7 33 6060 13,013.0 2,72.7 21,821.8 2,52,5 0,20.2 0,40.4 95,095.0 85,585.5 4four 77,3477.34 13,013.0 0,460.46 8,08.0 1,21,2 0,30.3 0,60.6 96,096.0 86,9586.95 55 69,569.5 13,013.0 11,011.0 4,04.0 2,52,5 2,82,8 1.71.7 72,072.0 69,9569.95 66 7,17.1 13,013.0 2,72.7 75,075.0 2,22.2 1,41.4 1.01.0 70,070.0 61,1561.15 77 14fourteen 13,013.0 12,012.0 60,060.0 1,01,0 1.61.6 1.31.3 72,072.0 65,565.5

88 1212 13,213,2 14,214.2 58,058.0 2,62.6 2.02.0 1.51.5 70,870.8 69,769.7 99 50,4550.45 13,213,2 0,350.35 34,034.0 2,02.0 2,52,5 1.61.6 77,077.0 60,560.5 1010 48,4548.45 13,213,2 17,3517.35 19,019.0 2,02.0 2.22.2 2.02.0 71,071.0 57,957.9 Состав шихты по прототипу * (Тальк 38,2)The composition of the mixture according to the prototype * (Talc 38.2) 11eleven 15,415.4 31,031,0 15,415.4 -- 2.82.8 3.13.1 48.048.0 34.334.3 ** - прочность при изгибе после термоцикла 300°C - 20°C вода - 300°C** - bending strength after thermal cycle 300 ° C - 20 ° C water - 300 ° C

Как видно из таблицы, использование в шихте для получения кордиеритовой керамики пирофиллита в сочетании с другими компонентами, в том числе с введенными в ее состав гидроксидом алюминия и фторидом магния в заявляемых соотношениях позволяет существенно снизить ТКЛР и объемную усадку кордиерита, значительно повысить прочность при изгибе и остаточную прочность после термоциклирования 20°C - 300°C - 20°C вода, а также улучшить стойкость к термическим ударам изготовленной из этой шихты керамики. Величина относительного падения механической прочности при воздействии резких температурных перепадов является одним из показателей, определяющих ресурс керамических материалов и изделий до их разрушения при термоциклировании. Повышенная стойкость к термоциклированию заявляемого состава шихты определяется тектурированием (ориентацией зерен и пор) кордиеритовой фазы в процессе твердофазного синтеза за счет присутствия пирофиллита с пластинчатой морфологией частиц.As can be seen from the table, the use of pyrophyllite in combination with other components for the preparation of cordierite ceramics in combination with other components, including aluminum hydroxide and magnesium fluoride introduced into its composition in the claimed ratios, can significantly reduce the TEC and volume shrinkage of cordierite, significantly increase the bending strength and residual strength after thermal cycling 20 ° C - 300 ° C - 20 ° C water, as well as improve the thermal shock resistance of ceramics made from this mixture. The value of the relative drop in mechanical strength under the influence of sharp temperature drops is one of the indicators that determine the resource of ceramic materials and products to their destruction during thermal cycling. Increased resistance to thermal cycling of the claimed composition of the charge is determined by tecturing (orientation of grains and pores) of the cordierite phase during solid-phase synthesis due to the presence of pyrophyllite with lamellar particle morphology.

Claims (3)

1. Шихта для получения кордиеритовой керамики, содержащая каолин, пирофиллит, соединение магния и гидроксид алюминия, отличающаяся тем, что в качестве соединения магния она содержит оксид магния MgO и фторид магния MgF2 при следующем соотношении компонентов шихты, мас.%:
каолин 7,1-77,32 пирофиллит 8,0-70,7 гидроксид алюминия 0,46-16,2 соединения магния: оксид магния 13,0-13,5 фторид магния 1,2-2,5
1. The mixture to obtain cordierite ceramics containing kaolin, pyrophyllite, a magnesium compound and aluminum hydroxide, characterized in that as a magnesium compound it contains magnesium oxide MgO and magnesium fluoride MgF 2 in the following ratio of the components of the mixture, wt.%:
kaolin 7.1-77.32 pyrophyllitis 8.0-70.7 aluminum hydroxide 0.46-16.2 magnesium compounds: magnesium oxide 13.0-13.5 magnesium fluoride 1.2-2.5
2. Шихта по п.1, отличающаяся тем, что она содержит химически активированные каолин и пирофиллит.2. The mixture according to claim 1, characterized in that it contains chemically activated kaolin and pyrophyllite. 3. Шихта по п.1, отличающаяся тем, что она содержит тонкодисперсный пирофиллит с размером частиц 2-4 мкм. 3. The mixture according to claim 1, characterized in that it contains finely divided pyrophyllite with a particle size of 2-4 microns.
RU2011103506/03A 2011-02-02 2011-02-02 Mixture for producing cordierite ceramic RU2494995C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011103506/03A RU2494995C2 (en) 2011-02-02 2011-02-02 Mixture for producing cordierite ceramic

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011103506/03A RU2494995C2 (en) 2011-02-02 2011-02-02 Mixture for producing cordierite ceramic

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011103506A RU2011103506A (en) 2012-08-10
RU2494995C2 true RU2494995C2 (en) 2013-10-10

Family

ID=46849261

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011103506/03A RU2494995C2 (en) 2011-02-02 2011-02-02 Mixture for producing cordierite ceramic

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2494995C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2764731C1 (en) * 2020-12-20 2022-01-20 Общество с ограниченной ответственностью «Научно-производственное предприятие «Керамические системы» Cordierite-based material for ceramic substrates and its production method
RU2818395C1 (en) * 2023-11-21 2024-05-02 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Сибирский федеральный университет Mixture composition for producing cordierite ceramics

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB886718A (en) * 1957-05-02 1962-01-10 Walter Eduard Herbert Bloch Electrical refractories for dry pressing
US3950175A (en) * 1973-11-05 1976-04-13 Corning Glass Works Pore size control in cordierite ceramic
US4385129A (en) * 1980-11-08 1983-05-24 Nippon Soken, Inc. Method for producing a cordierite body
UA31797A (en) * 1998-10-30 2000-12-15 Ігор Ігоревич Марореску Furnace-charge for the preparation of cordierite ceramics

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB886718A (en) * 1957-05-02 1962-01-10 Walter Eduard Herbert Bloch Electrical refractories for dry pressing
US3950175A (en) * 1973-11-05 1976-04-13 Corning Glass Works Pore size control in cordierite ceramic
US4385129A (en) * 1980-11-08 1983-05-24 Nippon Soken, Inc. Method for producing a cordierite body
UA31797A (en) * 1998-10-30 2000-12-15 Ігор Ігоревич Марореску Furnace-charge for the preparation of cordierite ceramics

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2764731C1 (en) * 2020-12-20 2022-01-20 Общество с ограниченной ответственностью «Научно-производственное предприятие «Керамические системы» Cordierite-based material for ceramic substrates and its production method
RU2818395C1 (en) * 2023-11-21 2024-05-02 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Сибирский федеральный университет Mixture composition for producing cordierite ceramics

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011103506A (en) 2012-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5039554B2 (en) Ceramic body based on aluminum titanate and containing a glass phase
KR100931755B1 (en) Strontium Feldspa Aluminum Titanate for High Temperature
JP6607575B2 (en) Products with high alumina content
JP5411851B2 (en) High porosity ceramic honeycomb article containing rare earth oxide and method for producing the same
Kim THERMAL STABILITY OF Al 2 TiO 5 CERAMICS FOR NEW DIESEL PARTICULATE FILTER APPLICATIONS- A LITERATURE REVIEW
Zhu et al. Cost-effective utilization of mineral-based raw materials for preparation of porous mullite ceramic membranes via in-situ reaction method
JP2011504159A (en) Low expansion cement composition for ceramic monoliths
JP2010502545A (en) Cordierite modified with layered silicate and method
Chandrasekhar et al. Sintering behaviour of calcium exchanged low silica zeolites synthesized from kaolin
Valášková Clays, clay minerals and cordierite ceramics-A review
KR20160089501A (en) Aluminum titanate compositions, ceramic articles comprising same, and methods of manufacturing same
Saha et al. Thermal anisotropy in sintered cordierite monoliths
KR20220106150A (en) Inorganic fiber molded body, heating furnace, structure, and method for manufacturing inorganic fiber molded body
US3312558A (en) Calcium hexaluminate articles
RU2494995C2 (en) Mixture for producing cordierite ceramic
JP5827564B2 (en) New mixed hydrous kaolin clay products
Albhilil et al. Thermal and microstructure stability of cordierite–mullite ceramics prepared from natural raw materials-part II
CN108033798B (en) Cordierite-spinel hollow sphere sagger, preparation method and application thereof
CN108046783B (en) Cordierite-corundum hollow sphere sagger, preparation method and application thereof
Bhattacharyya et al. Effect of titania on fired characteristics of triaxial porcelain
RU2564330C1 (en) Composition for producing light-weight refractory material
KR19980014400A (en) Process for producing aluminum titanate raw material granules and ceramics
US8530368B2 (en) Blended hydrous kaolin clay product
JP2823140B2 (en) Method for producing cordierite porous body
US8129302B2 (en) Blended hydrous kaolin clay product

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140203