RU2670312C1 - Способ получения функциональной керамики - Google Patents

Способ получения функциональной керамики Download PDF

Info

Publication number
RU2670312C1
RU2670312C1 RU2018100996A RU2018100996A RU2670312C1 RU 2670312 C1 RU2670312 C1 RU 2670312C1 RU 2018100996 A RU2018100996 A RU 2018100996A RU 2018100996 A RU2018100996 A RU 2018100996A RU 2670312 C1 RU2670312 C1 RU 2670312C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
minutes
microwave power
drying
functional ceramics
microwave
Prior art date
Application number
RU2018100996A
Other languages
English (en)
Inventor
Ольга Николаевна Каныгина
Лариса Владимировна Межуева
Анна Геннадьевна Четверикова
Татьяна Ивановна Пискарёва
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный университет"
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный университет"
Priority to RU2018100996A priority Critical patent/RU2670312C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2670312C1 publication Critical patent/RU2670312C1/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B33/00Clay-wares
    • C04B33/02Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B33/04Clay; Kaolin
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B33/00Clay-wares
    • C04B33/02Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B33/13Compounding ingredients
    • C04B33/131Inorganic additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B33/00Clay-wares
    • C04B33/02Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B33/13Compounding ingredients
    • C04B33/132Waste materials; Refuse; Residues
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B33/00Clay-wares
    • C04B33/30Drying methods
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/06Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by burning-out added substances by burning natural expanding materials or by sublimating or melting out added substances
    • C04B38/063Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B38/0635Compounding ingredients
    • C04B38/0645Burnable, meltable, sublimable materials
    • C04B38/068Carbonaceous materials, e.g. coal, carbon, graphite, hydrocarbons
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D11/00Arrangement of elements for electric heating in or on furnaces
    • F27D11/12Arrangement of elements for electric heating in or on furnaces with electromagnetic fields acting directly on the material being heated

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

Изобретение относится к керамическому производству и может быть использовано для получения функциональной керамики. Технический результат - повышение производительности способа при высоких эксплуатационных характеристиках готового изделия. Способ получения функциональной керамики включает приготовление сырьевой смеси, содержащей природный глинистый минерал, мелкодисперсный углерод и воду, заполнение формы сырьевой смесью, сушку в поле источника тока высокой частоты и обжиг. Сушку и обжиг осуществляют одновременно под действием СВЧ-излучения в три этапа: сначала в течение 10 минут при мощности СВЧ-излучения 300 Вт, затем в течение 5 минут при мощности СВЧ-излучения 500 Вт и окончательно в течение 5-10 минут при мощности СВЧ-излучения 700 Вт. Углерод вводят в природный глинистый минерал в количестве 10-20 мас.%. 2 табл.

Description

Изобретение относится к керамическому производству и может быть использовано для получения функциональной керамики.
Известен способ (Патент РФ 2060238, 1996 г.), при котором смешивают следующие компоненты: жидкое стекло, растительное масло, двухкальциевый силикат, волокнистый наполнитель, медный купорос и этанол. Полученную сырьевую смесь укладывают в форму и удаляют избыточную жидкость путем уплотнения смеси. Сырьевую смесь выдерживают в форме в течение 24 часов и получают сырец. Затем в течение от 20 до 25 минут полученный сырец подвергают вспучиванию путем воздействия на него СВЧ-излучения при объемной плотности излучения 40 кВт/л и частоте 2,45 ГГц.
Известен также способ получения пористого силикатного материала (RU, 2133718, 1999 г.), при котором смешивают следующие компоненты: жидкое стекло, фторфосфат кальция, фторид алюминия в присутствии валкилбензолсульфатовой кислоты, которая обеспечивает вспенивание получаемой массы. Полученной массой заполняют форму и проводят термообработку СВЧ-излучением. Под действием СВЧ-излучения масса дополнительно вспучивается и приобретает требуемую пористую структуру.
Подбор оптимального состава шихты и термообработка под действием СВЧ-излучения позволяют обеспечить высокую прочность материала, однако высокая стоимость исходных компонентов ограничивает использование вышеуказанных изобретений.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения алюмосиликатного пористого материала (патент РФ №2197423 опубл. 27.01.2003 г., включающий приготовление сырьевой смеси, содержащей природный глинистый минерал и воду, заполнение формы сырьевой смесью, предварительное обезвоживание смеси в поле источника тока высокой частоты, сушку и обжиг, где обезвоживание под действием СВЧ-излучения ведут до влажности материала от 22 до 24%, при этом источник СВЧ-излучения располагают таким образом, чтобы направление распространения излучения совпадало с заданной ориентацией оси вытянутых пор в материале, а сушку осуществляют в потоке инфракрасного излучения с длиной волны от 5 до 10 мкм при температуре от 40 до 110°С.
Недостатком этого способа является низкая производительность способа, т.к. проведение отдельно каждой операции требует затраты времени и обеспечить расположение источника СВЧ-излучения, так чтобы направление распространения излучения совпадало с заданной ориентацией оси вытянутых пор в материале довольно проблематично.
Технический результат - повышение производительности способа при высоких эксплуатационных характеристиках готового изделия.
Задача решается тем, что в способе получения функциональной керамики, включающем приготовление сырьевой смеси, содержащей природный глинистый минерал и воду, заполнение формы сырьевой смесью, сушку в поле источника тока высокой частоты, и обжиг, отличающийся тем, что сушку и обжиг осуществляют одновременно под действием СВЧ-излучения в три этапа: сначала в течение 10 минут при мощности СВЧ-излучения 300 Вт, затем в течение 5 минут при мощности СВЧ-излучения 500 Вт и окончательно в течение 5-10 минут при мощности СВЧ-излучения 700 Вт, причем предварительно природный глинистый минерал смешивают с мелкодисперсным углеродом 10-20 мас. %.
Обработка материалов полем СВЧ основана на поглощении электромагнитной энергии, взаимодействующей с веществом на атомном и молекулярном уровнях. Изменяя напряженность электрического поля, создаются условия, при которых температура в центре изделия выше, чем на его поверхности. Достигаемый при этом объемный нагрев изделия позволяет значительно интенсифицировать процесс термообработки. При нагреве таким источником тепла отсутствуют продукты сгорания, что сказывается на чистоте полученного изделия. Поэтапный прогрев изделия позволяет постепенно удалять остаточную после прессования воду из изделия, что приводит к снижению брака в виде растрескивания. При этом испарения капиллярной воды сопровождаются разогревом образца и началом процесса фазовых превращений, прежде всего выгоранием углерода с экзотермическим эффектом, т.е. происходит обжиг.
Способ осуществляют следующим образом.
В соответствии с международным стандартом ГОСТ 9169-75 (сырье глинистое для керамической промышленности) глина относится к легкоплавким полукислым, с высоким содержанием красящих оксидов, среднедисперсным составом, со средним содержанием водорастворимых солей. Для осуществления способа был взят монтмориллонит содержащий глины, химический состав которого приведен ниже в таблице 1.
Figure 00000001
Природный глинистый материал измельчают и просеивают, например, в шаровой мельнице до остатка не более 0,2% на сетке №0063. Затем среднедисперсную (диаметр частиц меньше 630 мкм) глину смешивают с 10-20% углерода от массы сырьевой смеси, предварительно измельченного до той же дисперсности, что и глина, постепенно вводя воду. Смешивание проводили в соответствии с ГОСТ 24409-80
«Материалы керамические электротехнические. Методы испытаний».
Из полученной сырьевой смеси влажностью 40%, формуют изделия заданной формы, например, цилиндр диаметром и высотой 2 см. Формование осуществляют полусухим прессованием, например, при давлении 50-100 МПа до остаточной влажности 20%. Затем изделие помещают в печь с источником СВЧ-излучения для сушки и обжига, которые ведут одновременно в три этапа: сначала в течение 10 минут при мощности СВЧ-излучения 300 Вт, затем в течение 5 минут при мощности СВЧ-излучения 500 Вт и окончательно в течение 5-10 минут при мощности СВЧ-излучения 700 Вт. Время последнего этапа варьируется в зависимости от дисперсности сырьевой смеси и контролируется методом колориметрии. Способ осуществляли трижды при разном содержании углерода: 10, 15 и 20 мас. %. Результаты испытаний сведены в таблицу 2.
Figure 00000002
Таким образом, по сравнению с прототипом, заявляемый способ получения функциональной керамики позволяет повысить производительность способа при высоких показателях прочности и твердости материала, т.е. эксплуатационных характеристиках готового изделия.

Claims (1)

  1. Способ получения функциональной керамики, включающий приготовление сырьевой смеси, содержащей природный глинистый минерал и воду, заполнение формы сырьевой смесью, сушку в поле источника тока высокой частоты и обжиг, отличающийся тем, что сушку и обжиг осуществляют одновременно под действием СВЧ-излучения в три этапа: сначала в течение 5 минут при мощности СВЧ-излучения 300 Вт, затем в течение 5 минут при мощности СВЧ-излучения 500 Вт и окончательно в течение 5-10 минут при мощности СВЧ-излучения 700 Вт, причем предварительно природный глинистый минерал смешивают с мелкодисперсным углеродом 10-20 мас. %.
RU2018100996A 2018-01-10 2018-01-10 Способ получения функциональной керамики RU2670312C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018100996A RU2670312C1 (ru) 2018-01-10 2018-01-10 Способ получения функциональной керамики

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018100996A RU2670312C1 (ru) 2018-01-10 2018-01-10 Способ получения функциональной керамики

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2670312C1 true RU2670312C1 (ru) 2018-10-22

Family

ID=63923367

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018100996A RU2670312C1 (ru) 2018-01-10 2018-01-10 Способ получения функциональной керамики

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2670312C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2802765C1 (ru) * 2022-10-17 2023-09-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный университет" Способ получения функциональной керамики из природного необогащенного глинистого сырья

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5911941A (en) * 1997-04-10 1999-06-15 Nucon Systems Process for the preparation of thick-walled ceramic products
RU2144521C1 (ru) * 1998-05-05 2000-01-20 Беленцов Олег Владимирович Сырьевая смесь для изготовления жаростойких теплоизоляционных плит и способ изготовления плит
RU2197423C1 (ru) * 2002-02-19 2003-01-27 Общество с ограниченной ответственностью "Ярси" Способ получения алюмосиликатного пористого материала
CN102173832A (zh) * 2011-01-10 2011-09-07 宜昌浩诚工贸有限公司 一种粘土石墨坩埚微波烧结方法
CN106478117A (zh) * 2016-10-17 2017-03-08 武汉科技大学 一种含微闭气孔的轻量粘土耐火骨料及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5911941A (en) * 1997-04-10 1999-06-15 Nucon Systems Process for the preparation of thick-walled ceramic products
RU2144521C1 (ru) * 1998-05-05 2000-01-20 Беленцов Олег Владимирович Сырьевая смесь для изготовления жаростойких теплоизоляционных плит и способ изготовления плит
RU2197423C1 (ru) * 2002-02-19 2003-01-27 Общество с ограниченной ответственностью "Ярси" Способ получения алюмосиликатного пористого материала
CN102173832A (zh) * 2011-01-10 2011-09-07 宜昌浩诚工贸有限公司 一种粘土石墨坩埚微波烧结方法
CN106478117A (zh) * 2016-10-17 2017-03-08 武汉科技大学 一种含微闭气孔的轻量粘土耐火骨料及其制备方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2802765C1 (ru) * 2022-10-17 2023-09-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный университет" Способ получения функциональной керамики из природного необогащенного глинистого сырья

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2670312C1 (ru) Способ получения функциональной керамики
CN105732019A (zh) 一种用于骨质瓷的复合骨粉的制备方法
Chen et al. Preparation of Si3N4 foams by DCC method via dispersant reaction combined with protein-gelling
CN115448704B (zh) 一种陶瓷坯体的成型方法
RU2023699C1 (ru) Способ изготовления гипсового вяжущего
RU2197423C1 (ru) Способ получения алюмосиликатного пористого материала
RU2802765C1 (ru) Способ получения функциональной керамики из природного необогащенного глинистого сырья
RU2530035C1 (ru) Способ производства легковесного керамического теплоизоляционного строительного материала
RU2536693C2 (ru) Сырьевая смесь для изготовления неавтоклавного газобетона и способ приготовления неавтоклавного газобетона
RU2786468C1 (ru) Способ получения стеклощелочного вяжущего
RU2464251C2 (ru) Способ получения ячеистого строительного материала
RU2382008C1 (ru) Состав и способ изготовления безобжигового карбид-кремниевого жаростойкого бетона
RU2740392C1 (ru) Способ получения карбидокремниевых огнеупоров
RU2504526C2 (ru) Способ изготовления теплоизоляционных изделий
RU2374202C1 (ru) Состав и способ изготовления безобжигового кварцитового жаростойкого бетона
CN1174933C (zh) 一种利用液-固凝胶反应法合成陶瓷粉体的方法
RU2382007C1 (ru) Состав и способ изготовления безобжигового динасового жаростойкого бетона
RU2517133C2 (ru) Способ изготовления вспененных строительных материалов
RU2134668C1 (ru) Способ изготовления пористых силикатных материалов
RU2256610C2 (ru) Способ получения высокоплотных мелкозернистых углеграфитовых материалов
RU2744365C1 (ru) Способ получения вяжущего на основе доломита для изготовления стеновых и отделочных изделий гражданского строительства
JP2008120025A (ja) 水和反応を利用したバインダーレス成形による無機材料成形体の製造方法及びその成形体
RU2163542C1 (ru) Способ и состав для изготовления строительных древесно-композиционных материалов
SU958385A1 (ru) Сырьева смесь дл приготовлени жаростойкого в жущего
RU2408555C1 (ru) Способ приготовления смеси для изготовления легких силикатных строительных изделий и строительное изделие

Legal Events

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

Effective date: 20200111