Номер патента: 11439

Опубликовано: 30.12.2008

Авторы: Кичкайло Ольга Владимировна, Левицкий Иван Адамович

Скачать PDF файл.

Текст

Смотреть все

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет(72) Авторы Левицкий Иван Адамович Кичкайло Ольга Владимировна(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет(57) Керамическая масса, включающая каолин, песок кварцевый, углекислый литий, глину огнеупорную и глинозем, отличающаяся тем, что дополнительно содержит апатитовый концентрат при следующем соотношении компонентов, мас.каолин 45,5-47,2 песок кварцевый 14,5-15,0 углекислый литий 14,1-14,7 глина огнеупорная 15,1-15,7 глинозем 4,3-4,5 апатитовый концентрат 2,9-6,5. Изобретение относится к технологии керамики, в частности к составам керамических литийсодержащих масс с низкими значениями температурного коэффициента линейного расширения (ТКЛР) для изготовления универсальной термостойкой посуды шликерным литьем в гипсовые формы. Известна шихта для изготовления керамического материала 1, включающая следующие компоненты, мас.-сподумен 45-60, глина 20-23, каолин 12-18, песок 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 заявляемому керамическому материалу по технической сущности и достигаемому результату является состав массы 2, содержащий следующие компоненты, мас.каолин - 48,6 песок кварцевый - 15,5 углекислый литий - 15,1 огнеупорная глина - 16,2 глинозем - 4,6. 11439 1 2008.12.30 Недостатками известной керамической массы являются недостаточная термическая стойкость и повышенные значения термического коэффициента линейного расширения. Задачей предлагаемого изобретения является снижение ТКЛР и, как следствие, повышение термостойкости, обеспечиваемые при температуре обжига 1100 С. Поставленная задача решается тем, что керамическая масса, включающая каолин, песок кварцевый, углекислый литий, глину огнеупорную и глинозем, отличается тем, что дополнительно содержит апатитовый концентрат при следующем соотношении компонентов, мас.каолин 45,5-47,2 песок кварцевый 14,5-15,0 углекислый литий 14,1-14,7 глина огнеупорная 15,1-15,7 глинозем 4,3-4,5 апатитовый концентрат 2,9-6,5. Известно введение добавок апатита с целью увеличения плотности высокопрочных и высокотермостойких керамических материалов и снижения температуры обжига 3, 4. Введение апатитового концентрата с целью снижения ТКЛР, повышения стойкости к термоудару керамических изделий, обеспеченных при указанном составе и соотношении компонентов керамической массы, предназначенной для изготовления изделий бытового назначения 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 Оксиды и их содержание, мас.компонента 2 А 12 О 3 2 232 2 2 25 П.п.п. Каолин просяновский 49,72 34,75 0,42 0,5 0,56 0,32 0,23 1,0(ГОСТ 6912-87) Апатитовый концен 1,0 0,9 0,3 52,0 0,1 0,5 0,5 39,4 5,3 трат (ГОСТ 22275-90) Предлагаемое изобретение поясняется выполнением конкретных примеров. Пример 1. Керамическая масса, включающая, мас.каолин 47,2 глину огнеупорную 15,7 песок кварцевый 15,0 углекислый литий 14,7 глинозем 4,5 апатитовый концентрат 2,9,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, апатитовый концентрат, 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 электро 2 11439 1 2008.12.30 лита 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 изделий производится при температуре 10010 С. Обжиг полуфабрикатов продукции осуществляется при 1100 С с выдержкой при максимальной температуре 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.1 2 3 Каолин 47,2 46,2 45,5 Песок кварцевый 15,0 14,8 14,5 Углекислый литий 14,7 14,4 14,1 Глина огнеупорная 15,7 15,4 15,1 Глинозем 4,5 4,4 4,3 Апатитовый концентрат 2,9 4,8 6,5 Таблица 3 Физико-химические свойства заявляемых масс и прототипа Номер состава заявляемого изобре- Прототип Показатели свойств тения 2 1 2 3 Температура обжига, С 1100 1100 1100 1100 Прочность при изгибе, МПа 38,05 36,83 37,87 37,62 Усадка общая,3,1 2,6 3,2 3,2 Термостойкость, количество теплосмен воздух-вода без разрушения 100100100 60(10-1000 С) Водопоглощение,20,4 20,8 20,4 20,6 Плотность кажущаяся, кг/м 3 1457 1532 1461 1452 Пористость открытая,29,7 31,9 29,8 29,9 ТКЛР в интервале температур 1,7 6,8 3,7 10,0 20-700 С, 107, К-1 Текучесть шликера, с, после выстаивания в течение 30 с 7,5 7,8 7,9 7,4 30 мин 12,5 13,0 13,3 12,4 Коэффициент загустеваемости 1,67 1,67 1,68 1,68 шликера Как видно из приведенных данных, 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 эти значения составляют 60 теплосмен против 100 теплосмен у образцов заявляемого состава. Это увеличение является существенным, так как обеспечивает повышение эксплуатационных характеристик изде 3 11439 1 2008.12.30 лий, предназначенных для приготовления пищи на различных источниках нагрева, обеспечиваемых при температуре обжига 1100 С. Это обусловлено уменьшением ТКЛР керамического черепка для заявляемого решения, значения которого в интервале температур 20-700 С для образцов значительно снижены по сравнению с известным решением. Так, у заявляемой массы эти значения составляют от 1,710-7 К-1 до 6,810-7 К-1. У известной массы это значение составляет 10,010-7 К-1, что значительно превышает заявляемое решение. Другие показатели свойств изделий, изготовленных из заявляемой массы, находятся на уровне образцов прототипа прочность при изгибе, водопоглощение, кажущаяся плотность. Основными кристаллическими фазами в полученном материале являются -сподумен и его твердые растворы с кварцем, рациональное сочетание которых придает керамическому материалу высокую термостойкость и низкое значение ТКЛР. В результате обогащения стеклофазы керамической массы оксидами лития и фосфора ее реакционная способность резко возрастает, что обусловливает изменение состава стеклофазы, путем введения добавок апатититового концентрата, содержащего комплекс оксидов, способствующих снижению вязкости, повышению реакционной способности жидкой фазы и увеличению ее смачивающей способности, что оказывает воздействие на термические свойства материалов. 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 РУП Витебский завод радиодеталей Монолит. Источники информации 1. А.с. 899507 СССР, МПК 4 С 04 В 35/18, 1982. 2. Патент РБ 8387, МПК 7 С 04 В 35/19, 2006 (прототип). 3. Гаврикова Л.П., Масленникова Г.Н., Мороз И Сподуменовая керамика с добавкой апатита // Стекло и керамика. - 1980. -5. - С. 26-27. 4. Масленникова Г.Н.,. Фомина Н.П, Харитонов Ф.Я., Соколина Э.А. Эвкриптитомуллитовая керамика с добавками апатита // Стекло и керамика. - 1985. -4. - С. 22-23. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4

МПК / Метки

МПК: C04B 35/18

Метки: масса, керамическая

Код ссылки

<a href="http://bypatents.com/4-11439-keramicheskaya-massa.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Керамическая масса</a>

Похожие патенты