шихта для изготовления керамических изделий

Формула изобретения

Шихта для изготовления керамических изделий, включающая глинозем, диоксид титана, кальций углекислый, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит керамическую связку К5ПГ или К43ПГ при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Глинозем - 68 - 88

Диоксид титана - 1,0 - 1,8

Кальций углекислый в пересчете на CaO - 0,2 - 1,0

Керамическая связка К5ПГ или К43ПГ (ТУ 2-036-984-86) - 10 - 30м

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству специальной технической керамики и может быть использовано для изготовления прочной облегченной брони.

Известна шихта для изготовления керамического материала, содержащая глинозем, фтористый кальций, тальк, углекислый марганец (ГДР, патент 107010) при следующем соотношении компонентов, мас. %: глинозем 89-95; фтористый кальций 0,5-2,0; тальк 4,0-8,0; углекислый марганец 0,5-1,0. Керамика, изготовленная из этой шихты и спеченная при температуре спекания 1500-1540^oC, имеет кажущуюся плотность 3,63-3,67 г/см³, прочность на изгиб - 210-240 мПа. Недостатком такой керамики является высокая температура спекания и относительно высокая удельная масса спеченных компактных пластин, что приводит к высокому весу бронеконструкций.

Известна шихта для изготовления керамических изделий (СССР, авт. св. 1219569), содержащая глинозем, глину, доломит, диоксид титана при следующем соотношении компонентов, мас.%: глинозем 70-77; глина 9-16; доломит 3-5; диоксид титана 6-12. Керамический материал, изготовленный из этой шихты, спеченный при 1380^oC, имеет плотность 3,0-3,19 г/см³, прочность на изгиб - 54,6-57 мПа. Недостатком этого материала является его невысокая прочность.

Известна шихта для изготовления керамических изделий (ГДР, патент 242221), выбранная авторами в качестве прототипа, как наиболее близкая по технической сущности, содержащая 0,5-5,0 мас.% добавки эвтектического состава системы оксида кальция и диоксида титана, т.е. соотношение CaO/TiO₂ = 3,58-4,41, остальное - оксид алюминия. Керамический материал, изготовленный из этой шихты, обладает высокой прочностью 300 мПа. Недостатком этого материала является высокая удельная масса 3,82-3,87 г/см² и относительно высокая температура спекания 1400-1500^oC.

Целью данного изобретения является устранение указанных недостатков, а именно: понижение удельной массы до величин, не превышающих 3,4 г/см³, понижение температуры спекания до температуры не более 1350^oC, обеспечивая при этом получение беспористого (открытая пористость не более 0,05%) материала прочностью не менее 180 мПа.

Цель достигается путем ввода в шихту, включающую глинозем, диоксид титана, углекислый кальций, дополнительно керамической связки К5ПГ или К43ПГ при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Глинозем марки ГН - 68-88

Титана диоксид - 1-1,8

Кальций углекислый в пересечена на CaO - 0,2-1

Связка К5ПГ или К43Пг - 10-30.

Составы связок приведены в табл. 1

Приведенные связки применяются в абразивной промышленности.

Использование керамической связки как компонента шихты для изготовления керамических изделий неизвестно. Керамические связки имеют коэффициент термического расширения, близкий по своему значению к термическому коэффициенту корунда, что исключает появление термических трещин в материале при большом содержании в нем этой связки.

Нижний концентрационный предел керамической связки выбран с точки зрения получения керамики с удельной массой не более 3,4 г/см³, так как уменьшение содержания связки повышает кажущуюся плотность спеченной керамики, а верхний, с точки зрения получения прочности керамики, не менее 180 мПа, так как дальнейшее увеличение концентрации связки приводит к снижению прочностных характеристик.

Шихту готовят путем смешивания компонентов сухим способом в смесителях известного типа. Изделия из шихты получают методами полусухого прессования или шликерного литья с последующим обжигом при 1200-1350^oC в окислительной среде. При этом получаемый из этой шихты керамический материал имеет плотность 3,0-3,4 г/см³, прочность на изгиб - 180-230 мПа. Составы предлагаемых шихт приведены в табл. 2.

Физико-химические показатели керамических материалов, полученных из предлагаемых шихт, приведены в табл. 3.

Применение керамического материала, приготовленного из предлагаемых шихт, при изготовлении керамических вкладышей в защитных конструкциях, позволяет при сохранении защитной способности конструкций уменьшить их вес на 20-30%.