RU2566840C1 - Production of glass-ceramic material of cordierite composition - Google Patents
Production of glass-ceramic material of cordierite composition Download PDFInfo
- Publication number
- RU2566840C1 RU2566840C1 RU2014120063/03A RU2014120063A RU2566840C1 RU 2566840 C1 RU2566840 C1 RU 2566840C1 RU 2014120063/03 A RU2014120063/03 A RU 2014120063/03A RU 2014120063 A RU2014120063 A RU 2014120063A RU 2566840 C1 RU2566840 C1 RU 2566840C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- glass
- grinding
- production
- ceramic material
- composition
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 8
- JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N dimagnesium dioxido-bis[(1-oxido-3-oxo-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3-disila-5,7-dialuminabicyclo[3.3.1]nonan-7-yl)oxy]silane Chemical compound [Mg++].[Mg++].[O-][Si]([O-])(O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2)O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2 JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 6
- 239000006112 glass ceramic composition Substances 0.000 title claims description 5
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 11
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 claims abstract description 8
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 claims abstract description 8
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 5
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 4
- 238000001238 wet grinding Methods 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000002241 glass-ceramic Substances 0.000 abstract 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- SNAAJJQQZSMGQD-UHFFFAOYSA-N aluminum magnesium Chemical compound [Mg].[Al] SNAAJJQQZSMGQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- JFBZPFYRPYOZCQ-UHFFFAOYSA-N [Li].[Al] Chemical compound [Li].[Al] JFBZPFYRPYOZCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002178 crystalline material Substances 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- WMGSQTMJHBYJMQ-UHFFFAOYSA-N aluminum;magnesium;silicate Chemical compound [Mg+2].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] WMGSQTMJHBYJMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052634 enstatite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- BBCCCLINBSELLX-UHFFFAOYSA-N magnesium;dihydroxy(oxo)silane Chemical compound [Mg+2].O[Si](O)=O BBCCCLINBSELLX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000011505 plaster Substances 0.000 description 1
- 239000005368 silicate glass Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titanium dioxide Inorganic materials O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к производству высокотермостойких радиопрозрачных керамических материалов в бесщелочной магнийалюмосиликатной системе, используемых в изделиях радиотехнического назначения.The invention relates to the production of highly heat-resistant radiolucent ceramic materials in an alkali-free magnesium aluminum silicate system used in radio engineering products.
Известен способ получения изделий из спеченного стеклокристаллического материала литийалюмосиликатного состава (Патент РФ №2222505, МПК С03С 10/12, 27.01.2004 г.), включающий измельчение предварительно закристаллизованного стекла мокрым способом до получения водного шликера, формование изделий в пористые формы и их термообработку при температуре 1210-1250°С в течение 1-3 ч при скорости подъема и снижения температуры 500°С в час.A known method of producing products from a sintered glass crystalline material of lithium aluminum silicate composition (RF Patent No. 2222505, IPC С03С 10/12, January 27, 2004), including grinding pre-crystallized glass by a wet method to obtain an aqueous slip, molding the products into porous forms and their heat treatment during a temperature of 1210-1250 ° C for 1-3 hours at a rate of rise and decrease in temperature of 500 ° C per hour.
Ввиду того что способ предназначен для получения стеклокристаллического материала литийалюмосиликатного состава, он не подходит для получения плотного спеченного материала кордиеритового состава, так как оксид магния MgO, содержащийся в кордиеритовой системе, частично растворим в дисперсионной среде (воде), и для получения шликера с требуемыми литейными параметрами требуется большое количество воды, результатом чего являются низкопрочные высокопористые отливки.Due to the fact that the method is intended to produce a glass-crystalline material of a lithium aluminum silicate composition, it is not suitable for obtaining a dense sintered material of a cordierite composition, since magnesium oxide MgO contained in the cordierite system is partially soluble in a dispersion medium (water), and to obtain a slip with the required casting parameters require a large amount of water, resulting in low-strength, highly porous castings.
Задачей настоящего изобретения является повышение плотности и снижение пористости отливок с целью получения высокоплотного спеченного материала кордиеритового состава.The objective of the present invention is to increase the density and decrease the porosity of castings in order to obtain high-density sintered material cordierite composition.
Поставленная задача достигается тем, что предложен способ изготовления стеклокерамического материала кордиеритового состава, включающий измельчение закристаллизованного стекла магнийалюмосиликатного состава мокрым способом до получения водного шликера, формование заготовок в пористые формы и их термообработку со скоростью подъема и снижения температуры не выше 500°С в час, отличающийся тем, что на стадии измельчения в дисперсионную среду (дистиллированную воду) вводят диспергатор в виде натриевой соли полиакриловой кислоты в количестве 1,6-2,0% от объема загружаемой воды, а измельчение закристаллизованного стекла осуществляют до получения водного шликера плотностью ρ=2,06-2,20 г/см3, рН=8,0-9,5 и тониной с остатком на сите 0,063 мм Т63=6-12%.This object is achieved by the fact that the proposed method of manufacturing a glass-ceramic material of cordierite composition, including grinding the crystallized glass of magnesium-aluminum-silicate composition by wet method to obtain an aqueous slurry, forming blanks into porous forms and their heat treatment at a rate of rise and decrease in temperature of not higher than 500 ° C per hour, differing the fact that at the grinding stage, a dispersant in the form of the sodium salt of polyacrylic acid is introduced into the dispersion medium (distilled water) stve 1.6-2.0% of the loaded volume of water, and grinding the crystallized glass is performed to obtain an aqueous slurry density ρ = 2,06-2,20 g / cm3, pH = 8,0-9,5 and a fineness the sieve residue is 0.063 mm T 63 = 6-12%.
Авторами экспериментально установлено, что введение диспергатора в виде натриевой соли полиакриловой кислоты именно в заявленном соотношении на стадии измельчения необходимо для получения суспензии с требуемыми литейными параметрами, что в итоге обеспечивает получение плотного спеченного материала.The authors experimentally established that the introduction of the dispersant in the form of the sodium salt of polyacrylic acid in the stated ratio at the grinding stage is necessary to obtain a suspension with the required casting parameters, which ultimately provides a dense sintered material.
Экспериментально установлено, что измельчение закристаллизованного стекла магнийалюмосиликатного состава, включающее введение диспергатора в виде натриевой соли полиакриловой кислоты, должно выполняться в шаровой мельнице до получения шликера со следующими литейными характеристиками: плотность ρ=2,06-2,20 г/см3, рН 8,0-9,5 и тонина с остатком на сите 0,063 мм Т63=6-12%. Выход за указанные параметры шликера приводит к росту пористости отливки до 35%, что делает практически невозможным спекание отливок до высокой плотности.It was experimentally established that grinding crystallized glass of a magnesium aluminum silicate composition, including the introduction of a dispersant in the form of the sodium salt of polyacrylic acid, should be performed in a ball mill to obtain a slip with the following casting characteristics: density ρ = 2.06-2.20 g / cm 3 , pH 8 , 0-9.5 and fineness with a sieve residue of 0.063 mm T 63 = 6-12%. Going beyond the specified parameters of the slip leads to an increase in porosity of the casting up to 35%, which makes it practically impossible to sinter castings to a high density.
Реализация предложенного способа представлена на следующих примерах.The implementation of the proposed method is presented in the following examples.
Пример 1. Example 1
В качестве исходного материала использовали гранулят магнийалюмосиликатного стекла следующего химического состава: MgO - 11,8%; Al2O3 - 29,8%; SiO2 - 45,9%; TiO2 - 12,0%; As2O5 - 1,85%, закристаллизованный путем двухстадийной термической обработки - при температуре первой стадии 850°С и выдержке в течение 3 часов, далее при температуре второй стадии 1230°С и выдержке в течение 4 часов. В качестве основных фаз полученный материал содержал индиалит (кордиеритовая система), рутил, в незначительном количестве кристобалит, следы энстатита.The starting material used was granulate of magnesium aluminum silicate glass of the following chemical composition: MgO - 11.8%; Al 2 O 3 - 29.8%; SiO 2 - 45.9%; TiO 2 - 12.0%; As 2 O 5 - 1.85%, crystallized by two-stage heat treatment at a temperature of the first stage of 850 ° C and holding for 3 hours, then at a temperature of the second stage of 1230 ° C and holding for 4 hours. As the main phases, the obtained material contained indialite (cordierite system), rutile, a small amount of cristobalite, traces of enstatite.
Для помола в мельницу загружали исходное сырье и мелющие тела из Al2O3 в соотношении 1:4, вводили дистиллированную воду с диспергатором в виде натриевой соли полиакриловой кислоты в количестве 1,6% от количества загружаемой воды и проводили мокрый помол в течение 9-11 часов. Стабилизацию осуществляли механическим перемешиванием в течение 17-25 часов. Полученный шликер имел следующие параметры: плотность ρ=2,125 г/см3; рН=8,90; тонина с остатком на сите 0,063 мм Т63=11,84%.For grinding, the feedstock and grinding media from Al 2 O 3 in a ratio of 1: 4 were loaded into the mill, distilled water was introduced with a dispersant in the form of sodium salt of polyacrylic acid in the amount of 1.6% of the amount of water loaded, and wet grinding was carried out for 9- 11 o'clock. Stabilization was carried out by mechanical stirring for 17-25 hours. The resulting slip had the following parameters: density ρ = 2.125 g / cm 3 ; pH = 8.90; fineness with a sieve residue of 0.063 mm T 63 = 11.84%.
Из полученного шликера формовали в гипсовые формы образцы в виде пластин и проводили термообработку в воздушной среде при температуре 1375°С со скоростью подъема и снижения температуры не выше 500°С в течение 5 часов.From the obtained slurry, plates in the form of plates were molded into plaster molds and heat treatment was carried out in air at a temperature of 1375 ° C with a rate of rise and decrease in temperature not exceeding 500 ° C for 5 hours.
Пример 2 Example 2
Пример по примеру 1, отличающийся тем, что введение натриевой соли полиакриловой кислоты осуществляют в количестве 1,8% от объема загружаемой дисперсионной среды.The example according to example 1, characterized in that the introduction of the sodium salt of polyacrylic acid is carried out in an amount of 1.8% of the volume of the loaded dispersion medium.
Пример 3 Example 3
Пример по примеру 1, отличающийся тем, что введение натриевой соли полиакриловой кислоты осуществляют в количестве 2,0% от объема загружаемой дисперсионной среды.The example according to example 1, characterized in that the introduction of the sodium salt of polyacrylic acid is carried out in an amount of 2.0% of the volume of the loaded dispersion medium.
Уровень свойств сырых отливок и стеклокерамического материала, полученного по примеру 1, 2 и 3, представлен в таблице 1.The level of properties of raw castings and glass-ceramic material obtained in example 1, 2 and 3, are presented in table 1.
Представленные данные показывают, что предлагаемое техническое решение позволяет получать отливки плотностью более 2,00 г/см3 и пористостью не выше 25%, что обеспечивает получение плотного спеченного стеклокерамического материала плотностью до 2,60 г/см3 и пористостью не более 0,06%.The presented data show that the proposed technical solution allows to obtain castings with a density of more than 2.00 g / cm 3 and porosity of not higher than 25%, which ensures the production of dense sintered glass-ceramic material with a density of up to 2.60 g / cm 3 and porosity of not more than 0.06 %
Источники информацииInformation sources
1. Патент РФ №2222505, МПК С03С 10/12, 27.01.2004, Бюл. №3.1. RF patent No. 2222505, IPC С03С 10/12, 01/27/2004, Bull. Number 3.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014120063/03A RU2566840C1 (en) | 2014-05-19 | 2014-05-19 | Production of glass-ceramic material of cordierite composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014120063/03A RU2566840C1 (en) | 2014-05-19 | 2014-05-19 | Production of glass-ceramic material of cordierite composition |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2566840C1 true RU2566840C1 (en) | 2015-10-27 |
Family
ID=54362409
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014120063/03A RU2566840C1 (en) | 2014-05-19 | 2014-05-19 | Production of glass-ceramic material of cordierite composition |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2566840C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2619570C1 (en) * | 2016-02-05 | 2017-05-16 | Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" | Method for cordierite glass ceramic material production |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2222505C1 (en) * | 2002-08-22 | 2004-01-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" | Method of production of articles from sintered glass crystalline material of lithium-alumo- silicate composition |
| US6995105B1 (en) * | 1998-07-09 | 2006-02-07 | Skw Polymers Gmbh | Use of water-soluble mixed polymers as a flowing medium and/or as a hardening retarder for refractory materials which contain aluminate cement |
| RU2009101244A (en) * | 2006-06-19 | 2010-07-27 | Сен-Гобен Сантр де Решерш э д`Этюд Эропеэн (FR) | CARBON FILTER FOR SOLID PARTICLE FILTER |
| EP1920857B1 (en) * | 2005-06-29 | 2012-02-15 | Nissan Chemical Industries, Ltd. | Processes for production of slurries and molds for precision casting |
-
2014
- 2014-05-19 RU RU2014120063/03A patent/RU2566840C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6995105B1 (en) * | 1998-07-09 | 2006-02-07 | Skw Polymers Gmbh | Use of water-soluble mixed polymers as a flowing medium and/or as a hardening retarder for refractory materials which contain aluminate cement |
| RU2222505C1 (en) * | 2002-08-22 | 2004-01-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" | Method of production of articles from sintered glass crystalline material of lithium-alumo- silicate composition |
| EP1920857B1 (en) * | 2005-06-29 | 2012-02-15 | Nissan Chemical Industries, Ltd. | Processes for production of slurries and molds for precision casting |
| RU2009101244A (en) * | 2006-06-19 | 2010-07-27 | Сен-Гобен Сантр де Решерш э д`Этюд Эропеэн (FR) | CARBON FILTER FOR SOLID PARTICLE FILTER |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2619570C1 (en) * | 2016-02-05 | 2017-05-16 | Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" | Method for cordierite glass ceramic material production |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5661303B2 (en) | Composition for low-temperature fired porcelain and method for producing low-temperature fired porcelain | |
| US10487005B2 (en) | Porous glass ceramic composition and method for manufacturing the same | |
| CN108367993B (en) | Sintered refractory zircon composite, method of manufacture and use thereof | |
| JP6614505B2 (en) | Ceramic porous body manufacturing method and ceramic porous body | |
| CN109400123B (en) | Fine-crystal alumina ceramic and preparation method and application thereof | |
| JP2010254558A5 (en) | ||
| JP2012116710A (en) | Method for manufacturing silica glass crucible, and silica glass crucible | |
| CN104402466A (en) | Porous corundum aggregate with core-shell structure and preparation method thereof | |
| RU2696691C1 (en) | A method of obtaining a ceramic proppant (options) | |
| RU2566840C1 (en) | Production of glass-ceramic material of cordierite composition | |
| Prabhakaran et al. | A new direct coagulation casting process for alumina slurries prepared using poly (acrylate) dispersant | |
| CN103864409A (en) | Preparation method of neodymium-doped yttrium aluminum garnet transparent ceramic | |
| JPH04219333A (en) | Production of quartz glass | |
| JP2013095637A (en) | SPHERICAL α-TYPE SILICON CARBIDE, PRODUCTION METHOD THEREOF, AND SINTERED BODY OR ORGANIC RESIN COMPOSITE USING THE SILICON CARBIDE AS RAW MATERIAL | |
| CN102010226A (en) | Macroporous SiC ceramic preparation method | |
| KR20130067624A (en) | Porous lightweight ceramics and manufacturing method of the same | |
| RU2567246C1 (en) | Method of producing articles from sintered glass ceramic material of lithium-aluminosilicate composition | |
| RU2424999C1 (en) | Glass for producing foamed glass (versions) | |
| RU2522550C1 (en) | Method of manufacturing glass-ceramic material of cordierite composition | |
| KR20190033527A (en) | Low cost transparent spinel manufacturing method | |
| RU2326094C1 (en) | Method of making antenna cap from glass-ceramic lithium aluminosilicate mixture | |
| RU2619570C1 (en) | Method for cordierite glass ceramic material production | |
| JP2013155098A (en) | Alumina-based sintered body and method for manufacturing the same | |
| RU2582146C1 (en) | Method of producing glass-ceramic material of cordierite composition | |
| RU2385850C1 (en) | Method of making objects from quartz ceramics |