способ изготовления керамических изделий
Классы МПК: | C04B35/565 на основе карбида кремния C04B35/103 содержащие неоксидные огнеупорные материалы, например углерод C04B35/52 на основе углерода, например графита |
Автор(ы): | Поляк Б.И., Осипчик В.С., Науменко В.А., Кононов В.А., Иванов А.В., Юрьева Т.А., Молотова Р.И. |
Патентообладатель(и): | Российский химико-технологический университет им.Д.И.Менделеева |
Приоритеты: |
подача заявки:
1996-02-06 публикация патента:
27.07.1998 |
Изобретение относится к технологии изготовления керамических изделий в системе Al2O3 - Sic-C и может быть использовано в огнеупорной промышленности. Задачей изобретения является улучшение экологической обстановки, упрощение технологического процесса и превышения качества изделий. Сущность изобретения: 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 температуре 160-180oC и последующей выдержкой при этой температуре в течение 1,5-2,5 ч, причем в качестве углеродистого компонента используют сажу, или кокс, или графит. 2 з.п.ф-лы, 1 табл.
Рисунок 1
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 - 180oС 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 - 200oC, термообработку ведут перед обжигом с подъемом температуры со скоростью не более 10 град/мин, с последующей выдержкой при 500 - 900oC 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 - 180oC 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 - 180oC 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 160oC. 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 1550oC. Огнеупоры, полученные по предлагаемому способу, имеют следующие свойства:
Кажущаяся плотность - 2,8 г/см3
Открытая пористость - 9,0%
Предел прочности при сжатии при 20oC - 150 Н/мм2
Предел прочности при изгибе при 1400oC - 12,0 Н/мм2
Термическое расширение при 1400oC - 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.
Класс C04B35/565 на основе карбида кремния
Класс C04B35/103 содержащие неоксидные огнеупорные материалы, например углерод
Класс C04B35/52 на основе углерода, например графита