шихта для получения пористого проницаемого керамического материала

Классы МПК:C04B38/00 Пористые строительные растворы, бетон, искусственные камни или керамические изделия; получение их
C04B35/569 тонкая керамика
Автор(ы):, ,
Патентообладатель(и):Закрытое Акционерное общество Научно-технический центр "Бакор" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2008-07-17
публикация патента:

Изобретение относится к получению пористых проницаемых керамических материалов для изготовления керамических фильтров и мембран для очистки газов и жидкостей от взвешенных частиц, пористых керамических форм, используемых при литье и формовании керамических изделий. Шихта для получения пористого проницаемого керамического материала включает монофракционный карбид кремния, глинозем, бентонит и глину, причем в качестве глинозема введен гидравлически твердеющий глиноземный компонент Alphabond 300, при соотношении компонентов шихты, мас.%: карбид кремния 88-92, Alphabond 300 2-5, бентонит 1-2, глина 4-6. Технический результат изобретения - увеличение термостойкости и прочности пористого материала. 2 табл.

Формула изобретения

Шихта для получения пористого проницаемого керамического материала, включающая карбид кремния, глинозем, бентонит и глину, отличающаяся тем, что в качестве тугоплавкого наполнителя используют монофракционный карбид кремния, в качестве глинозема введен гидравлически твердеющий глиноземный компонент Alphabond 300 при соотношении компонентов шихты, мас.%:

Карбид кремния88-92
Alphabond 300 2-5
Бентонит1-2
Глина 4-6

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к керамическому материаловедению, в частности к получению пористых, проницаемых, керамических материалов для изготовления керамических фильтров и мембран для очистки газов и жидкостей от взвешенных частиц, пористых, керамических форм, используемых при литье и формовании керамических изделий.

Изготавливают эти материалы преимущественно с применением электроплавленного корунда и технического глинозема с введением порошковых добавок карбида кремния, металлического алюминия, оксида магния, диоксида титана, огнеупорной глины, каолина, кремнийорганических предшественников (А.с. СССР № 698953, 02.06.78; SU 1620437, 08.12.88; RU 2033987, 31.01.92. Жуковская А.Е., Кортель А.А. и др. Огнеупоры, 1980, № 5, с.51-55).

Большинство порошковых пористых материалов имеют значения общей пористости в пределах 25-40% и низкую проницаемую пористость.

Как правило, такие материалы с высокой пористостью имеют неудовлетворительные значения прочности и наоборот. Подобные материалы не могут быть использованы для изделий, работающих в условиях высоких давлений (например, мембраны) и непрерывных жестких термоударов, как, например, при регенерации пористых, проницаемых керамических элементов, используемых при очистке горячих отходящих газов.

Наиболее близким к заявляемому объекту по количеству отличительных признаков и решаемой технической задаче - прототипом - является шихта для получения пористого керамического материала, содержащая компоненты на сухой вес, мас.%:

Карбид кремния50-97
Глинозем 1,2-21,8
Кремнезем 1,6-26,8
Бентонит0,07-1,2
Полисахарид 0,13-0,2

(US 4885263, кл. C04B 38 /06, НКИ 501/81, опубл. 05.12.1989).

Недостатком известной шихты является использование в качестве связки коллоидного кремнезема, не позволяющего увеличить термостойкость и прочность получаемого проницаемого керамического материала в присутствии добавок, формирующих количество и величину пор и их распределение.

Задачей изобретения является разработка шихты для изготовления пористого, проницаемого керамического материала, обеспечивающей достижение цели изобретения - повышение качества пористого керамического материала.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве монофракционного, тугоплавкого наполнителя используют карбид кремния, в качестве глинозема введен гидравлически твердеющий глиноземный компонент Alphabond 300, при соотношении компонентов шихты, мас.%:

Карбид кремния88-92
Alphabond 300 2-5
Бентонит1-2
Глина 4-6

Предлагаемый состав обеспечивает получение пористой, проницаемой, прочной и термостойкой керамики за счет образования определенного фазового состава материала, при введении высокодисперсного глиноземного компонента Alphabond 300, содержащего глинозем с удельной поверхностью 1350-1420 м2/г, и включает от 3 до 7% алкоголята алюминия и 5,5-7,5% окиси алюминия в гидратной форме. Количество Alphabond 300 определено из экспериментальных исследований, ниже 2% увеличивается технологическое время затвердевания при затворении водой, что требует дополнительных форм для получения заготовок, выше 5% происходит быстрое схватывание заготовок в пресс-форме, снижается пористость и проницаемость изделий.

Пример изготовления шихты.

Для изготовления шихты были использованы компоненты:

Карбид кремния марки F 220, фирма производитель SCK-SiC Gmbh, Германия;

Alphabond 300, германской фирмы «Almatis»;

Бентонит Болгарский ТУ 3-94-08-658-86;

Глина Печорская ТУ-561171-05.

Технология приготовления из предлагаемой шихты изделий состоит в следующем. Все компоненты шихты используют в состоянии коммерческой поставки. Первоначально расчетное количество порошков Alphabond 300, бентонит, глина смешивали в сухом виде в смесителе типа Айpиx при числе оборотов 4500-5000 об /мин в течение 5 мин.

К полученной смеси добавляли расчетное количество карбида кремния и процесс смешения и гомогенизации осуществляют в течение 5 мин.

Для осуществления процесса формования в металлических формах или в резиновых формах в гидростате под давлением 80-100 МПА добавляют воду в количестве 4-5% сверх 100% от сухой массы. Отпрессованные изделия обжигают при 1300±50°С. Изотермическая выдержка при температуре обжига в зависимости от габаритов изделий составляет 2-3 часа.

Примеры составов шихты и характеристики проницаемых керамических фильтрующих элементов представлены в таблицах 1, 2.

Представленные характеристики изделий подтверждают техническую полезность и реализацию поставленной цели при использовании шихты для изготовлении пористых, проницаемых керамических фильтрующих элементов, используемых в промышленных фильтрационных процессах.

Таблица 1.
Компоненты шихты Содержание компонентов, мас.%
Шихта 1Шихта 2 Шихта 3 Прототип
Карбид кремния (50-60 мкм) 8890 9250-97
SiO2 - -- 1,6-26,8
Глинозем (Alphabond 300) 53,5 21,2-21,8
Бентонит 11,5 20,07-1,2
Полисахарид - -- 0,13-0,2%

Таблица 2.
Характеристика Предложенные технические решения Прототип
12 3
Пористость, %47 5363 38-45
Проницаемость, пм223 29 3510-15
Прочность, МПА: 145 135130 30-40
Термостойкость, кол-во теплосмен (1000±50)°С - охлаждение в воде >35 >35>35 5-7

Класс C04B38/00 Пористые строительные растворы, бетон, искусственные камни или керамические изделия; получение их

способ получения стеклокерамзита и порокерамики из трепелов и опок -  патент 2528814 (20.09.2014)
заполнитель для бетона -  патент 2528809 (20.09.2014)
способ приготовления керамзитобетона -  патент 2528794 (20.09.2014)
шихта для производства пористого заполнителя -  патент 2528312 (10.09.2014)
состав керамзитобетонной смеси -  патент 2527974 (10.09.2014)
комплексная добавка к строительным растворам -  патент 2527438 (27.08.2014)
способ получения пористого теплоизоляционного материала -  патент 2527417 (27.08.2014)
сырьевая смесь для изготовления пенобетона -  патент 2526065 (20.08.2014)
шихта для производства пористого заполнителя -  патент 2526064 (20.08.2014)
способ полусухого прессования гипса -  патент 2525412 (10.08.2014)

Класс C04B35/569 тонкая керамика

Наверх