шихта для изготовления керамических изделий

Формула изобретения

Шихта для изготовления керамического материала, включающая глинозем, диоксид титана, диоксид марганца и керамическое связующее, отличающаяся тем, что содержит керамическую связку К5ПГ или К43ПГ при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Глинозем - 68 - 86

Титана диоксид - 1 - 2

Марганца диоксид - 1 - 2

Керамическая связка К43ПГ или К5ПГ, ТУ 2-036-984-86 - 10 - 30и

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, изготовленная по способу [1] , содержащая диоксид титана, оксид марганца (III) и оксид алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.%: оксид марганца 0,6 - 4,3, диоксид титана 0,4 - 3,5, остальное оксид алюминия. Керамика, изготовленная из известной шихты по этому способу, спеченная при 1350^oC, имеет кажущуюся плотность 3,8 г/см³, прочность на изгиб 200 - 220 МПа. Недостатком этой керамики является относительно высокая удельная масса спеченных компактных пластин, что приводит к высокой массе бронеконструкций.

Известна шихта для изготовления керамического материала [2], содержащая глинозем, циркон, диоксиды марганца и титана при следующем соотношении компонентов, мас. %: глинозем 75 - 85, циркон 10 - 20, диоксид марганца 1 - 4, диоксид титана 1 - 4. Керамический материал, изготовленный из этой шихты, спекается при 1420 - 1500^oC, имеет кажущуюся плотность 3,65 г/см³, прочность на изгиб 210 МПа. Недостатком материала является относительно высокая температура спекания и относительно высокая удельная масса спеченного материала, что приводит к высокой массе бронезащитных элементов.

Известна шихта для изготовления керамического материала [3], выбранная в качестве прототипа, как наиболее близкая по технической сущности, содержащая мас. %: глинозем 85 - 99, титана диоксид 1 - 15, марганца диоксид 0 - 5, керамическое связующее - бентонит 0 - 5. Керамический материал, изготовленный из этой шихты, спекается при 1430 - 1610^oC, имеет кажущуюся плотность 3,6 г/см³. Недостатком данного материала является его высокая температура спекания и относительно высокая удельная масса, что приводит к повышению массы бронеконструкций.

Цель изобретения - устранение указанных недостатков, а именно понижение удельной массы до величин, не превышающих 3,4 г/см³, при относительно низкой температуре спекания не выше 1350^oC, при этом получение беспористого материала с открытой пористостью не более 0,05% и механической прочностью не менее 180 МПа.

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

Глинозем марки ГН - 68 - 86

Титана диоксид - 1 - 2

Марганца диоксид - 1 - 1

Керамическая связка К5ПГ или К43ПГ, ТУ 2-036-984-86 - 10 - 30

Составы связок приведены в табл. 1.

Приведенные выше связки применяются в абразивной промышленности для поддержания механической прочности абразивного инструмента (20 - 30 МПа). Использование керамических связок как компонента шихты для изготовления керамических изделий неизвестно. Керамические связки имеют коэффициент термического расширения, близкий по своему значению к термическому коэффициенту расширения корунда, что исключает появление термических трещин при большом содержании этой связки.

Нижний концентрационный предел керамической связки обусловлен тем, что уменьшение содержания связки повышает удельную массу спеченной керамики, а верхний концентрационный предел тем, что дальнейшее увеличение концентрации связки приводит к снижению прочностных характеристик материала.

Шихту получают смешиванием компонентов сухим способом. Изделия из шихты получают формованием и спеканием при 1200 - 1350^oC в окислительной среде.

При этом получаемый из этой шихты керамический материал имеет кажущуюся плотность 3,1 - 3,4 г/см³, прочность на изгиб 180 - 220 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 бронезащитных конструкциях позволяет при сохранении защитной способности конструкций уменьшить их массу на 20 - 30%.