способ изготовления керамических изделий

Формула изобретения

1. Способ изготовления керамических изделий на основе углеродистого компонента, карбида кремния и/или корунда и резорцинсодержащего связующего с последующей их термообработкой, отличающийся тем, что в качестве резорцинсодержащего связующего используют алкилрезорциновую смолу, а термообработку проводят при 160 - 180^oС с выдержкой в течение 1,5 - 2,5 ч.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве углеродистого компонента используют сажу, или графит, или кокс.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что после термообработки связующего изделие подвергают обжигу.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологии изготовления керамических изделий в системе Al₂O₃ - SiC - C и может быть использовано в огнеупорной промышленности.

Известны способы изготовления углеродсодержащих огнеупоров, в которых в роли органического связующего выступают каменноугольная смола [1], продукт поликонденсации сланцевых фенолов с кубовыми остатками ректификации фурфурола [2].

Известен способ изготовления карбидкремниевых нагревателей, при котором в массу на основе карбида кремния в качестве органического связующего - пластификатора вводят фенолформальдегидную смолу (ФФС). Отверждают отформованные заготовки нагревом на воздухе до 180 - 200^oC, термообработку ведут перед обжигом с подъемом температуры со скоростью не более 10 град/мин, с последующей выдержкой при 500 - 900^oC в течение 10 - 60 мин [3].

Однако использование упомянутых полимеров ведет к ухудшению экологической обстановки как в производственном помещении, так и на близлежащих к предприятию территориях. Как известно, эти вещества содержат до 20% свободного фенола (ФФС), а также дают продукты термического разложения, содержащие канцерогенные радикалы.

Наиболее близким техническим решением является "Способ изготовления углеродсодержащих огнеупорных изделий" [4].

Задачей изобретения является улучшение экологической обстановки, упрощение технологического процесса и повышение качества изделий.

Поставленная задача решается способом изготовления керамических изделий на основе углеродистого компонента, карбида кремния и/или корунда и алкилрезорциновой смолы в качестве органического связующего с термообработкой при 160 - 180^oC и последующей выдержкой при температуре в течение 1,5 - 2,5 ч, причем в качестве углеродистого компонента используют сажу, или графит, или кокс.

Обжиг производят пропусканием тока через тело заготовок на печах индивидуального прямого или косвенного нагрева в реакционной засыпке. Общая продолжительность обжига снижается до 85 - 100 мин по сравнению с [3].

Отличие предложенного способа от известного заключается в использовании в качестве органического связующего алкилрезорциновой смолы и проведении термообработки при 160 - 180^oC с последующей выдержкой в течение 1,5 - 2,5 ч.

Такая совокупность признаков для улучшения экологической обстановки и повышения качества изделий неизвестна в литературе.

Пример 1. Получение карбидкремниевых нагревателей.

Из массы с содержанием, кг:

Карбид кремния зеленый (КЗ) N 63, N 12, N 4 - 80

Кремний молотый (КР-O) - 8

Технический углерод ИМ-1 (сажа ламповая) - 12

Алкилрезорциновая смола - 11,5

методом выдавливания через мундштук формуют заготовки и отверждают обычным способом на воздухе при 160^oC. Выдержка при максимальной температуре 2 ч.

Далее заготовки подвергают электротермическому обжигу. Для этого их укладывают между графитовыми электродами, засыпают силицирующей смесью и к электродам подают напряжение. Общая продолжительность обжига 90 мин.

Электронагреватели, полученные по предлагаемому способу, имели свойства, которые представлены в таблице.

Пример 2. Получение корундографитовых огнеупоров.

Тщательно смешанную массу состава, кг:

Корунд фракции 3 - 0,5 мкм - 70

Графит - 3

Электрокорунд - 21

Карбид кремния - 3

Кремний металлический - 3

Алкилрезорциновая смола - 4

прессуют до давления 100 МПа с выдержкой 30 с. Обжигают изделие в туннельных печах при 1550^oC.

Огнеупоры, полученные по предлагаемому способу, имеют следующие свойства:

Кажущаяся плотность - 2,8 г/см³

Открытая пористость - 9,0%

Предел прочности при сжатии при 20^oC - 150 Н/мм²

Предел прочности при изгибе при 1400^oC - 12,0 Н/мм²

Термическое расширение при 1400^oC - 0,9%

По предлагаемому способу изготовления керамических изделий на основе углеродистого компонента, карбида кремния и/или корунда в качестве органического связующего используют бесфенольный полимер - алкилрезорциновую смолу (АРС). Это способ способствует повышению качества изделий (коксовый остаток АРС составляет 85% по сравнению с ФФС - 52%), упрощению технологического процесса и улучшению экологических условий производства.