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Publication number: BE420739A
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Description


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  " Composition céramiqua " 
Pour faciliter lé coulage des pâtes céra- miques on a proposé d'ajouter un   électrolyte,chloré   ou autre, aux produits plastiques de façon à leur donner une fluidité convenable; on coule toujours jusqu'à présent cette pâte fluide dans des moules absorbants, généralement en   plâtrée   afin que l'eau soit absorbée et que la pâte devienne assez ferme pour permettre le démoulage.   'Les   objets démoulés sont ensuite cuits à haute température, telle que l'alumine subisse un commencement de fusion, par 

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 exemple à 1600-1800 C. 



   La présente invention a pour objet un pro- cédé et une composition qui permettent de mouler la pâte céramique rluide dans des moules non ab- osrbants, par exemple en métal, et d'obtenir, par un léger chauffage (à moins de 100 C), une prise rapide de cette pâte en une masse ferme qu'on peut démouler et soumettre sans inconvénient à des mani- pulations et à un travail de retouchage et de fi- nissage avant de cuire les objets à haute tempéra- ture . 



   Ce procédé consiste d'une manière générale à mélanger à des matières réfractaires un réactif capable de rendre le mélange aisément coulable à froid et de provoquer la prise en masse de ce mé- lange dès qu'il est porté à 50-70 C. 



   Le durcissement rapide à température peu élevée résulte d'une action chimique entre les élé- ments de la composition,comprenant par exemple de l'alumine, de l'acide borique, un ou plusieurs sels ou oxydes alcalino-terreux et un électrolyte chloré, ces éléments formant une pâte qui à froid peut res- ter longtemps liquide, mais qui devient ferme en quelques minutes dès qu'elle est chauffée vers 50- 70 C en formant un chloroboroaluminate alcalino- terreux hydraté. Accessoirement la composition peut comprendre aussi des oxydes métalliques en faible proportion . 



   L'usage d'une telle composition permet d'évi- 

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 ter l'emploi des moules absorbants qui sont fragiles et doivent être changés souvent; par contre les mou- les métalliques sont plus robustes et durables; leurs parois peuvent être parfaitement lisses et permettent la fabrication d'objets d'aspect bien fini . 



   A titre d'exemples voici quelques composi- tions donnant de bons   résultats -   
 EMI3.1 
 
<tb> 1 .- <SEP> Corindon <SEP> ou <SEP> alumine <SEP> 90 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
 
 EMI3.2 
 B203 5e6 fi fi 
 EMI3.3 
 
<tb> Cao <SEP> 4,4 <SEP> " <SEP> "
<tb> 
<tb> 
<tb> SiO2 <SEP> o <SEP> à <SEP> 5 <SEP> " <SEP> "
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Fe2O3 <SEP> 0 <SEP> à <SEP> 2 <SEP> " <SEP> "
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<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
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<tb> 2 - <SEP> Corindon <SEP> ou <SEP> alumine <SEP> 83 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> B2O3 <SEP> 4,5 <SEP> " <SEP> "
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Mgo <SEP> 2,

  5 <SEP> " <SEP> "
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Phosphate <SEP> de <SEP> chaux <SEP> 5 <SEP> "
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Silicate <SEP> de <SEP> magnésie
<tb> 
<tb> ou <SEP> kaolin <SEP> 5 <SEP> "
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 3 .- <SEP> Corindon <SEP> ou <SEP> alumine <SEP> 86 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> B2O3 <SEP> 8,7 <SEP> " <SEP> "
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> MgO <SEP> 5 <SEP> " <SEP> "
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Silicate <SEP> de <SEP> magnésie
<tb> 
<tb> ou <SEP> kaolin <SEP> 3 <SEP> à <SEP> 10 <SEP> " <SEP> "
<tb> 
 
Comme électrolyte on peut employer une so- lution de chlorure d'aluminium Al2Cl6 ou d'acide chlorhydrique   HC1 .   



   Par exemple,à 100 gr de la composition n  2 on ajoute 25 ce d'une solution à 5 à 10 % de Al2Cl6; on obtient par brassage une pâte fluide d'où les 

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 bulles peuvent être expulsées par le   vide .   



   Cette pâte peut rester assez longtemps liquide à froid, ce qui facilite son emploi. Il suffit de la chauffer à moins de 100  par exemple à   50-70C   pour qu'elle se prenne en masse en moins de 
5 minutes. Le produit démoulé peut être travaillé avant cuisson; il ne craint pas un séchage brusque. 



     Au   lieu de corindon ou d'alumine cristal- lisée on peut employer dans la composition suivant   l'invention   de l'alumine ordinaire préalablement soumise à une minéralisation à haute température en présence d'éléments minéralisateurs tels que ceux indiqués dans les   formules   ci-dessus . 



   Le chloroboroaluminate alcalino-terreux hydraté qui se forme pendant le faible   échauffement   de la composition coulée dans les moules peut ré- sulter de l'action de l'électrolyte chloré soit sur un boroaluminate   alcalino-terreux   préparé séparé- ment, fondu et pulvérisé avant   d'être   mélangé aux produits réfractaires, soit encore sur les éléments de ce sel complexe simplement mélangés . 



   On peut aussi substituer ou ajouter à l'a- lumine toutes   autres   matières réfractaires telles que tous les oxydes réfractaires, leurs mélanges ou combinaisons, les chamottes céramiques cuites et pulvérisées, les métaux pulvérisés, leurs carbures, siliciures, borures, azotures etc. Ces matières réfractaires doivent être employées à l'état dense, cristallisées ou fortement calcinées et finement broyées . 

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   On peut aussi utiliser, au lieu de borates   aloalino-terreux   qui conviennent surtout pour la fabrication de produits à grande résistance élec- trique à chaud et à froide des borates alcalins ou métalliques,',,ou des silico-borates ou des titano- borates, additionnés de l'électroylyte chloré . 



   Dans certains cas, en employant l'acide chlorhydrique comme électrolyte, on peut obtenir la propriété de coulage désirée sans la présence d'alumine . 



   Ces diverses combinaisons chloroboratées, permettant le coulage des matières réfractaires sont extrêmement liantes; il suffit de les employer   4'faible   dose; à la dose de 3 % elles sont encore actives sous le rapport du coulage. Il s'ensuit que :heur adjonction n'altère pas les qualités par- ticulières des matières réfractaires utilisées, choisies en vue d'obtenir soit une grande dureté, soit une constante diélectrique élevée, soit une grande rigidité diélectrique, soit la résistance aux brusques changements.de température, soit la résistance aux hautes températures, soit une poro- sité plus ou moins grande, soit au contraire l'im- perméabilité etc., soit plusieurs de ces qualités à la fois . 



   Le chiffre   de 3 %   indiqué ci-dessus peut bien entendu être notablement augmenté et porté à 20 % et même au-delà, ce qui permet d'obtenir à vo- lonté, avec l'intervention d'une température appro- priée des produits poreux ou non poreux . 

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   'Par exemple on pourra obtenir une barbo- mine coulable en délayant à froid 100 parties d'un mélange de produits réfractaires et de borate de chaux et d'alumine, ou similaire, avec 20 à 30 par- ties d'une solution aqueuse à 5% de chlorure d'a- luminium. On coule ensuite cette barbotine dans un 
 EMI6.1 
 moule métallique et on porte celui-ci à 50-7090 au bain-marie ou à l'étuve. Quand il   s'agit:   de petits objets, la prise a lieu en 2 à 5 minutes;on 
 EMI6.2 
 démoule prét'érablemen-t au bout de 5 à 10 minutes . 



   La barbotine bien préparée comme indiqué ci-dessus reste liquide à froid assez longtemps pour qu'on puisse raire de multiples coulées avec une seule préparation . 



   Voici quelques exemples de formules donnant de bons résultats : 
 EMI6.3 
 N9 4.- (B203)21go CaO 5 parties 
 EMI6.4 
 
<tb> Rutile <SEP> (TiO2) <SEP> 95 <SEP> "
<tb> 
<tb> Solution <SEP> à <SEP> 1?% <SEP> de <SEP> Al2Cl6 <SEP> ou <SEP> HCl
<tb> 
 
 EMI6.5 
 N6 54- (B2 03CaO)2M?-03 10 parties 
 EMI6.6 
 
<tb> Rutile <SEP> 90
<tb> 
<tb> Solution <SEP> à <SEP> 5% <SEP> de <SEP> Al2Cl  <SEP> ou <SEP> HCl
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> N  <SEP> 6. <SEP> - <SEP> B2O3 <SEP> CaO <SEP> 3 <SEP> parties
<tb> 
<tb> 
<tb> Zircon <SEP> 97
<tb> 
<tb> Solution <SEP> à <SEP> 5% <SEP> de <SEP> Al2Cl3 <SEP> ou <SEP> HCl
<tb> 
 
 EMI6.7 
 Ng 7.- (B03Ca0) (,91.0)7 50 parties Carbure de silictLum(SiC)'50 " Solution à 5% de AI 2ci 6 ou Hal . 

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   Ces exemples montrent que l'invention n'est pas limitée à l'utilisation de borates particuliers ni de ma- tières réfractaires particulières, 
Les compositions ci-dessus, comprenant un boro- aluminate alcalino-terreux ou susceptibles d'engendrer un tel sel, peuvent, sans addition d'électrolyte chloré, être additionnées d'une faible proportion (1 à 5%) d'un liant organique (gomme ou autre) ou bien d'argile, afin de for- mer une pâte qui, après avoir été moulée ou pressée, puis tournée ou autrement façonnée donne par cuisson des produits ayant également les hautes qualités précitées (dureté, ré- sistance, qualités diélectriques etc.) 
REVENDICATIONS 
1 )

   Procédé de fabrication de produits céramiques qui consiste à mélanger à des matières réfraotaires un réac- vif capable de rendre le mélange aisément coulable à froid et de provoquer la prise en masse de ce mélange dès qu'il est porté à   50-70 C,   ce qui permet d'effectuer le moulage dans des moules non absorbants,. 



   2 ) Composition céramique à base d'alumine ou d'au- tres matières réfraotaires caractérisée en ce qu'elle com - prend à la fois de l'acide borique des sels ou oxydes alca- lino-terreux et un électrolyte chloré en proportions   conve-   nables pour former un mélange qui,à froid,est fluide et res- te fluide assez longtemps, mais qui, chauffé à moins de 100 C se prend en masse ferme en quelques minut.es même dans un moule non absorbant.

Claims

3 ) Composition céramique suivant la revendication 2, constituée par un mélange de corindon ou alumine 90 par- ties en poids, acide borique 5,6 parties, chaux 4,4 parties, silice ,0 à 5 parties, oxyde de fer 0 à 2 parties avec une EMI7.1 "-'- n eJ a .t-1-##,-. ;Jt....,,1'1m;Y'i1,m.... <Desc/Clms Page number 8>

4. - Composition céramique suivant la revendication 2, constituée par un mélange de co- rindon ou alumine 83 parties en poids, aciae bori- que 4,5 parties, magnésie 2,5 parties, phosphate de chaux 5 parties, silicate de magnésie ou kaolin 5 parties avec une solution de 5 à 10 % de chlorure d'aluminium .

5.- Composition céramique suivant la revendication 2, constituée par un mélange de co- rindon ou alumine 86 parties, acide borique 8,7 parties, magnésie 5 parties, silicate de magnésie ou kaolin 3 à 10 parties avec une solution de 5,à 10 % de chlorure d'aluminium .

6.- Procédé suivant la revendication 1 caractérisé par 1'utilisation du chlorure d'alu- minium comme réactif pour la formation d'un chlo- roboroaluminate alcalino-terreux hydraté .

7.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par l'utilisation du chlorure d'alumi- nium comme liant pour le corindon, les oxydes ré- fractaires et leurs combinaisons .

8. - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé'par l'utilisation des borates de chaux et de magnésie pour former un liant avec une solu- tion de chlorure d'aluminium ou d'acide chlorhydri- que .

9.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par l'Utilisation des borates de chaux et de magnésie comme fondants permettant, lorsqu'- ils sont ajoutés, môme à faible dose, à des oxydes @ <Desc/Clms Page number 9> réfractaires, notamment l'alumine, ou à leurs sels ou à leurs dérivés, d'obtenir par cuisson à des températures relativement peu élevées (1300 à 1600 C) des produits extrêmement durs et résistants, de bonne conductibilité thermique, peu sensibles aux brusques variations de température et de résianoe électrique très élevée à froid et à chaud* 10.- Composition suivant la revendication 2, caractérisée par le mélange d'un réactif chloré avec-:du borate de chaux et d'alumine (B2O3CaO)2Al2O3.

11.- Composition suivant la revendication 2, caractérisée par le mélange d'un réactif chloré avec un borate double comportant uhe molécule d'un oxyde aloalino-terreux et de 1 à 8 molécules d'a- lumine.

12.- Composition suivant la revendication 2, caractérisée par le mélange d'un réactif chloré avec un borate d'un métal non aloalino-terreux.

13.- Variante des compositions particu- lières suivant les revendications 3, 4, 5, et des compositions similaires, caractérisée en ce que l'électrolyte chloré y est remplacé par un plastifier organique ou argileux dans la proportion de 1 à 5%. <Desc/Clms Page number 10>

R E S U M E - ¯;¯;¯ Procédé de fabrication de produits céra- miques qui consiste à mélanger à des matières ré- fractaires un réactif capable de rendre le mélange aisément coulable à froid et de provoquer la prise en masse de ce mélange dès qu'il est porté à 50-70 C, ce qui permet d'effectuer le moulage dans des moules non absorbants.