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"Matière céramique, liant et procédé pour sa fabrication".
On connait depuis longtemps l'utilisation de la magnésite calcinée ou du talc (ptéatite à l'état pul- vérulent) oit pour fabriquer des matières céramiques, soit corarne liant pour assembler- ces matières. Les in- venteurs ont trouvé que l'on obtien des avantages très nets par rapport aux produits de cette nature déjà connus si le talc (stéatiotre à l'état pulvérulent) et la magné. site (magnésite calcinée spéciale) pont mélangés dans des proportions bien déterminées.
Ainsi que l'ont remarqué les inventeurs, on obtient des matières céramiques douées de propriétés particulièrement précieuses lorsque le rapport
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entre la quiantité d'acide silicique (silice) et des oxydes de nétaux diva-Lente (oxyde spécial de magnésium) est tel que la quantité d'oxydé métallique n'est pas inférieure à deux molécules par molécule d'acide eilicique et d'autre part que l'excès d'oxyde libre de magnésium contenu dans le produit calciné n'atteint pas une valeur telle que la produit se rapproche dans sa composition de la magnésie pure.
En application de cet observations, une caracté.. ritique essentielle de l'invention réside dans le fait que l'on constitue un mélange de talc et d'oxyde de ma- gnésium qui contiennent les proportions précitées, puis que l'on soumet ce mélange ultérieurement à un chauffage à une température suffisamment élevée et pendant un tempe suffisant pour obtenir par réaction chimique entre les composante un orthosilicate de magnésium. L'avantage qu'il y a à éviter que la proportion d'acide silicique ne dépasse la proportion voulue pour la formation d'un orthosilicate de magnésium réside dans le fait que l'orthosilicate de ma- gnésium possède un point de fusion plus élevé que tous mélanges de cet orthosilicate avec un silicate métallique.
L'avantage qu'il y a à ne pae augmenter par trop la quantité de magnésie réside dans le fait que la magnésie libre calcinée absorbe relativement plue facilement l'eau et l'acide carbonique, ce qui diminue la valeur du produit.
Dans le procédé qui va suivre, on aura pour but l'ob- tention d'un produit céramique ou d'un liant céramique dont la composition se rapproche du silicate Mg2 SiO4 et dans lequel l'oxyde de magnésium peut, pour une faible partie, être remplacé par de l'oxyde ferreux. On obtient ainsi un produit céramique ou un liant qui ne se compose, pour la plus grande partie, que d'un produit cristallin. Ce produit ne possède aucun point de transformation entre la température ordinaire et le point de fusion de sorte que
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l'on évite ainsi la formation de toutes tensions moléculai- res ou toutes variations de volume nuisibles dans l'em- ploi du produit.
Ce produit a, en outre, la propriété précieuse, par rapport aux produite céramiques connus jusqu'à ce jour et richee en silicate, qu'on peut lud incorporer une quantité appréciable de composés oxy- génés dufer provenant des résidus de fusion, tels que des scories, sans qu'il ne perde sa qualité réfrac- taire au même point que la brique d'argile.
La manière qui va être décrite dans ce qui suit peut, par exemple, être utilisée pour des ustensiles ménagera comme des plats allant au feu, pour des creusets destinés à la métallurgie et à d'autres uti- lisations industrielles, pour des brique? réfractaires, pour des tuyaux et, en général-, pour des produits destinés à être utilisés dans les industries électri- ques et électro-métallurgiques :
fours de fusion de divers types tels que fours métallurgiques ordinaires, fours chauffés ait charbon, au gaz, ou à l'huile, fours électro-métallurgiques et autres fours pour les procédés électro-thermiques, fours de trempe, fours à induc- tion, à résistance et à arc, etc.,. En outre, elle peut être utilisée comme liant ou comme ciment dans tous les autres produits céramiques et réfractaires spéciaux contenant du mégnésium.
EXEMPLES DE REALISATION :
I/- On mélange 60 kilos de magnésite caustique calcinée et 40 kilos de talc (stéatite pulvérisée).
On peut, soit mélanger les matières préalablement porphyrisées ou broyer finement la matière après le mélange. Le mélange sec est additionné d'eau jusqu'à. ce qu'il ait la plasticité nécessaire pour qu'on puisse lui donner la forme voulue. On peut ajouter à
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l'eau des liants organiques pour faciliter le moulage, par exemple du sirops La matière plastique ainsi ob- tenue est coulée ou moulée de manière appropriée et cuite à une température telle qu'on lui donne la ré- sistance qui convient à l'utilisation que l'on a en vue,
Par exemple, on peut la cuire à une température variant de 1.000 à 1.400 pendant 48 heures, de manière que le talc se combine avec la quantité nécessaire d'oxyde de magnésium pour donner de l'orthosilicate de magnésium*
Dans certains cas,
on peut se contenter d'une cuisson :soins intense si le produit, en cours de son utilisation ultérieure, doit être chauffé de temps à autre à des tem- pératures qui dépassent 1.000 ,,
II.- On mélange 30 parties en poids de talc et
70 parties en peids de magnésite et on les soumet au même traitement que celui qui a été décrit dans l'exem- ple I.
III.- On constitue un mélange comme il a été in- diqué dans l'exemple 1, on le moule, et on le cuit pendant 48 heures à une température variant de 1300 à 1450 .
La matière céramique qui vient d'être décrite peut être constituée avec du talc pur et de l'oxyde pur de magnésium. Elle peut aussi être fabriquée avec du talc impur et de la magnésite ordinaire calcinée in- dustriellement* Il sera avantageux d'utiliser de la ma- gnésite calcinée caustique pour augmenter la plasticité et l'adhésivité* D'ailleurs on peut varier la nature des matières crue$,la manière de les mélanger et de les mouler, et la manière de les cuire, dans certains cas, suivant qu'il sera jugé à propos par les techniciens.
La matière décrite peut être utilisée pure avec la composition qui vient d'être indiquée. On peut aussi
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lui ajouter des silicates riches en magnésium et anhydres comme moyen de "dégraissage" et cornue matières de charge bon marché* Ces matières de charge ne doivent toutefois pas contenir, par rapport aux oxydes de métaux divalents qu'elles contiennent, une quantité d'acide silicique telle -que le produit renferme sensiblement plus d'acide silicique que n'en renferme un orthosilicate.
Il est particulièrement avantageux d'utiliser comme dégraissant de l'olivine naturelle* On peut employer ce produit à l'état de grains de la grosseur désirée de manière que le liant constitue encore une des parties essentielles de l'ensemble* Ou bien'- on peut fabriquer un produit qui se compose principalement d'olivine dont les grains ont le diamètre convenable mélangée avec une quantité relati- vement faible du liant précité,* La proportion entre le liant et le produit dégraissant dépendra de l'utilisation auquel le produit fini est destiné et des rapports entre le prix du liant,
celui du dégraissant et la valeur que l'on désire donner au produit fini*
On obtient de bons résultats en mélangeant 20 à 50% en poids de liant et 50 à 80% de dégraissant mais on peut également faire varier elfes proportions en dehors de ces limites,@
Dans les travaux effectués jusqu'ici, la proportion qui a été prouvée la meilleure consiste à employer de 35 à 45 parties de liant et de 65 à 75 parties de dégraissant.
Il est particulièrement recommandable de mélanger les produits dans cette proportion car dans ce cas le liant, une fois terminée la réaction qui se produit à haute température entre ses constituants, remplit exactement les vides que laissent entre eux les grains du dégraissant qui doivent alors se toucher les uns les autres. De
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cette manière, on obtient des matières céramiques qui peuvent supporter des températures sensiblement supé- rieures à 1600 , si les matières-premières utilisées ont été suffisamment pures, On ne peut pas remplacer le talc ou la stéatite pulvérisée par d'autres sili- cates de magnésie aqueux parce que le talc, en raison de ses propriétés mécaniques spéciales,
augmente d'une manière remarquable la plasticité et l'adhésivité de la matière crue* Comme dégraissant ou comme matière de charge, on peut utiliser, au lieu de l'olivine natu- relle, des matières calcinées contenant du talc et de 1 oxyde de magnésium tel que par exemple les déchets de la fabrication de la matière précédemment décrite D'Après ce qui précède on voit que la matière composée comme il vient d'être indiqué peut être uti- lisée soit pour la fabrication d'objets divers,
soit pour agglomérer certaines parties de ces objets ou dautres matériaux tels que du mortier ou du ciment*
Ces mélanges peuvent être coulés en moule ou pilonnés dans des moules* Dans ces derniers cas il sera bon d'effectuer la cuisson au lieu même de l'emploie
On comprendra aisément qu'il est essentiel dans la fabrication d'objets réfractaires obtenus par cuisson d'un mélange tel que ceux qui ont été décrite, de chci- sir la température de cuisson de telle manière que le talc et la magnésie contenus dans le mélange puissent réagir chimiquement pour la plus grande partie.
Il est essentiel que, sinon la totalité, du moins une partie importante ou même la plus grande partie de la matière soit transformée pendant la cuisson de manière à donner comme produit final Mg2 SiO4; par suite il faudra ré- gler la température et la durée de la cuisson de ma- nière obtenir ce résultat.