CS275647B6 - Keramický jemnozrnný nízkoslinuiící korundový materiál a způsob jeho přípravy - Google Patents

Abstract

Keramický nízkoslinující korundový materiál je využitelný v konstrukční keramice. Při nízké slinovací teplotě má jemnozrnnou strukturu, vysokou mechanickou pevnost, lomovou houževnatost a odolnost vůči opotřebení. Výchozí směs je tvořena 94 až 98 % hmot. oxidu hlinitého, dále 0,5 až 2,5 % hmot. oxidu vápenatého, 0,5 až 4 % hmot. oxidu křemičitého a 0,5 až 3 % hmot. oxidu hořečnatého, případně jejich prekursory. Materiál· se tvaruje a slinuje při teplotách 1 300 °C až 1 550 °C.

Description

Vynález se týká keramického jemnozrnného nízkoslinujícího korundového materiálu využitelného v konstrukční keramice a způsobu jeho přípravy.

Snahy o snížení energetické náročnosti korundových materiálů v oblasti jejich tepelného zpracování přinášejí dosti úspěšné výsledky při orientaci na slinovací procesy, které probíhají za účasti kapalné fáze, nebo takové procesy, kde dochází k reakcím převážně difuzního charakteru v tuhé fázi. V obou případech vznikají tuhé roztoky, které významnou měrou ovlivňují mikrostrukturu a tím i vlastnosti výsledných materiálů. Jsou známy korundové materiály, které slinují již při relativně velmi nízkých teplotách 1 200 až 1 300 °C, další nízkoslinující korundové materiály mají slinovací teploty nižší než 1 500 °C. Ekonomické přínosy těchto z hlediska keramické praxe nízkoteplotních procesů však jsou obvykle na druhé straně spojeny s horšími parametry takto připravených materiálů, zejména nízkými mechanickými pevnostmi, špatnými tribologickými vlastnostmi a nízkou odolností vůči chemickým vlivům. Tím jsou možnosti využití většiny nízkoslinujících korundových materiálů omezeny na aplikace, v nichž nejsou kladeny vysoké nároky na mechanické vlastnosti a odolnost vůči opotřebení i korozi.

Nevýhody současného stavu techniky odstraňuje korundový jemnozrnný nízkoslinující materiál obsahující ve výchozí směsi 94 až 98 % hmotnostních oxidu hlinitého, vyznačený tím, že dále obsahuje 0,5 až 2,5 % hmotnostních oxidu vápenatého, 0,5 až 4 % hmotnostní oxidu křemičitého a 0,5 až 3 % hmotnostní oxidu horečnatého, případně jeden nebo více prekursorů poskytujících po tepelné dekompozici odpovídající množství jednotlivých oxidů. Způsob výroby keramického jemnozrnného korundového materiálu dle vynálezu spočívá v tom, že keramický materiál se tvaruje některou z vytvářecích technologií, s výhodou pístovým nebo izostatickým lisováním, a slinuje se při teplotách 1 300 °C až 1 550 °C.

Korundový materiál dle vynálezu se vyznačuje tím, že slinuje do nenasákavého střepu s relativně vysokou objemovou hmotností (až 97 % teoretické hodnoty), má velmi jemnozrnnou, téměř monodisperzní strukturu střepu se střední velikostí krystalů 1 až 3 yum a v důsledku toho vysokou mechanickou pevnost (<£ . 350 až 400 MPa), relativně vysokou lomovou 1/2 * houževnatost (Kjg 4,6 až 5 MPa.ni ) a vysokou odolnost vůči opotřebení (hloubka důlku po otryskávací zkoušce korundem č. 10 na zařízení TP 2M 0,08 až 0,15 mm).

Vynález bude blíže vysvětlen na příkladu možného provedení.

Příklad

Navážka sestávající z 97 hm.d. oxidu hlinitého typ G z MLR, 2hm.d. uhličitanu vápenatého, 3 hm.d. mastku a 1,6 hm.d. stearanu horečnatého byla vložena do mlecího zařízení a za sucha mleta po dobu 24 hodin pětinásobným množstvím korundových mlecích těles. Po ukončení mletí byla do vsázky přidána granulační přísada (parafinová disperze) a provedena granulace meliva sítem o velikosti oka 0,15 mm. Z granulátu pak byly vytvářeny pístovým lisováním zkušební vzorky, na nichž byly po tepelném zpracování na 1 450 °C stanoveny některé vlastnosti. Výsledky jsou uvedeny v následující tabulce.

objemová hmotnost	g/cm3	3,860
nasákavost	%	0
mechanická pevnost v ohybu	MPa	305
lomová houževnatost	MPa m^2	4,9
hloubka důlku po otryskávací zkoušce	mm	0,1
tepelná vodivost	W/mK	27,2
střední velikost krystalů	/Um	2

CS 275647 B 6

Claims (2)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Keramický jemnozrnný nízkoslinující korundový materiál obsahující ve výchozí směsi 94 až 98 % hmotnostních oxidu hlinitého, vyznačený tím, že dále obsahuje 0,5 až 2,5 % hmotnostních oxidu vápenatého, 0,5 až 4 % hmotnostní oxidu křemičitého a 0,5 až 3 % hmotnostní oxidu hořečnatého, případně jeden nebo více prekursorů poskytujících po tepelné dekompozici odpovídající množství jednotlivých oxidů.
2. 2. Způsob výroby keramického jemnozrnného korundového materiálu dle bodu 1, vyznačený tím, že keramický materiál se tvaruje některou z vytvářecích technologií, s výhodou pístovým nebo izostatickým lisováním, a slinuje při teplotách 1 300 °C až 1 550 °C.