Регистрация / Вход
Прислать материал

Безобжиговая технология получения керамических трубчатых изделий

Сведения об участнике
ФИО
Третьякова Валентина Сергеевна
Вуз
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Башкирский государственный университет»
Тезисы (информация о проекте)
Область наук
Новые материалы. Производственные технологии и процессы
Раздел области наук
Производственные технологии
Тема
Безобжиговая технология получения керамических трубчатых изделий
Резюме
Разработка безобжиговой технологии производства керамических трубчатых изделий с температурой применения до 2000°C путем изучения физико-химических процессов, кинетики твердения, происходящих в композициях при нагреве, определяющих их структуру и эксплуатационные характеристики.
Ключевые слова
Безобжиговая технология, керамические трубчатые изделия
Цели и задачи
Цель работы - разработка безобжиговой технологии производства керамических трубчатых изделий с температурой применения до 2000°C путем изучения физико-химических процессов, кинетики твердения, происходящих в композициях при нагреве, определяющих их структуру и эксплуатационные характеристики.
Задачи:
- исследована кинетика твердения;
- последовательность физико-химических процессов и фазовый состав продуктов взаимодействия наполнителей с ФС при нагреве;
- разработаны варианты изготовления пресс инструментов для получения особо сложных профилированных изделий по безобжиговой технологии;
- разработан технологический процесс изготовления (формования) трубчатых изделий;
- определены физико-технические характеристики и изучена деформация при нагреве и ползучести под стандартной нагрузкой при высоких температурах;
- определены технологические способы получения конкретных изделий из разработанных и исследованных КМ для использования их в различных производствах.
Введение

Существует большая потребность промышленности в высокотемпературных керамических трубчатых (профилированных) изделиях. Известна технология их производство из оксидов, карбидов, нитридов путем спекания или горячего прессования. Однако,  изделия, получаемые по такой технологии, не всегда имеют высокую термостойкость. Созданы безобжиговые технологии (при 700-800°С) керамических штучных изделий с высокими эксплуатационными характеристиками и относительно низкой температурой применения (10-15%), чем получаемые спеканием, которые нашли широкое применение в технике. Производство так же керамических трубчатых изделий по безобжиговой технологии является актуальной задачей.  

Методы и материалы

Материалы. Для изготовления трубчатых изделий  из керамических масс выбрана алюмофосфатная композиция состава-Al2O3-H3PO4 (67%-Al2O3, 33%H3PO4(85%-я))

В  работе использованы:

  • тонкомолотый оксид алюминия -модификация) марки  по ТУ-6-09-426-75, с удельной поверхностью 2 м2/г; максимальной температурой его обжига 1600; химический состав: Al2O3-99,62%, SiO2-0,09%, Fe2O3-0,01%, MgO-0,007%, Cr2O3-0,013%, Na2O-0,24%;
  • 85%-я ортофосфорная кислота марки  по ГОСТ 10678-76;
  • алюмохромфосфатное связующее (АХФС) в жидком и сухом виде по ТУ 6-18-166-83 и ТУ 2148-002-33813273-01;
  • в качестве  наполнителей электрокорунд белый табулярный, муллитокорунд (синтезированный), алюмосиликат (шамот) по ТУ 14-8-58-72.

При решении некоторых технологических задач были использованы молотая огнеупорная глина марки ПГБ по ТУ 1522-009-00190495-99 и каолин сухого обогащения марки КЕ-2 по ТУ 5729-070-00284530-96.

Стандартные методы. Определили плотность и кажущую пористость образцов, размер и форму частиц исходных компонентов, прочность при сжатии материала трубчатых изделий.

Нестандартные мтоды. Изучены термические превращения в композиции и фазовый состав. Провели рентгенофазовый и ик-спктральный анализы исходных составов и композиций, дилатометрический анализ с максимальной температурой 1600°C , высокотемпературную дефрацию при нагреве и  ползучесть образцов трубчатого материала.

 

 

 

Описание и обсуждение результатов

В работе приведены результаты создания технологии получения корундовых, муллитокорундовых и алюмосиликатных трубчатых изделий. Получена эффективная технология изготовления длинномерных керамических труб и трубчатых изделий из безобжиговой композиционной керамики.  Полученные по данной технологии изделия обладают такими эксплуатационными свойствами, как высокая термическая стойкость и огнеупорность. Предел прочности при сжатии составляет не менее 30 МПа, дополнительная линейная усадка при 1400°C - не более 1,0%, термостойкость - не менее 30 воздушных теплосмен, максимальная температура применения 1600°C.

Она основана на результатах исследований физико-химических процессов в композициях с зернистым наполнителем на основе корунда, муллитокорунда и алюмосиликатного сырья и фосфатного связующего. Изучены кинетика твердения массы, структурообразования и создана безобжиговая технология получения трубчатых (профилированных) изделий различных тип- размеров для применения в термических агрегатах. Установлены технологические параметры приготовления вакуумированной массы, формования изделий и температурных режимов их обработки. Определены составы  масс для производства трех видов трубчатых изделий.

Опытная партия трубчатых изделий изготовлены в ООО «Керам» (г.Уфа) по разработанной технологии и внедрены в различные производства (ОАО «ДААЗ», г.Дмитриевград, ООО «БельЗАН», г.Белебей,  ООО ПФГК «Страт-Такт», г.Воронеж, завод им. Дегтерева, г.Ковров; ООО «БЗАК» г.Белебей; ООО  «ОсколПромСнаб», г.Старый Оскол, ООО ПД «Татнефть-Алабуга Стекловолокно», ОАО «Низковольтник», г.Октябрск, (ООО  «БиоПромИнвест», г.Уфа, ООО «Оптимум Оптимо», г.Воронеж, ОАО «ОгнеупорГарант», г.Воронеж, ООО «НИТИ «Прогресс», г.Ижевск.

Используемые источники
1. Америков А.В., Пирогов Ю.А. Производство корундовых трубок на опытном заводе УНИИО. Огнеупоры №11, 1960. 530с.
2. W.D. Kingery. Journ. Amer. Cer. Soc., 1952, №3, 61-63.
3. Голынко-Вольфсон С. Л., Сычев М. М. и. др. Химические основы технологии и применения фосфатных связок и покрытий. Л.: Химия, 1968. 200 с.
4. Extrusion in ceramics / Ed. F. Händle. Berlin: Springer, 2009.
5. Химическая технология керамики / Под ред. И. Я. Гузмана. М.: Стройматериалы, 2012. 496 с.
6. Копейкин В.А., Кудряшова А.И., Кузьминская Л.Н. Образование аморфной фазы при цементации материалов на основе алюмофосфатного связующего.-Изв. АН СССР, серия Неорганические материалы, 1967,т.3,№4,с.737-739.
7. Технология экструзии наноструктурированных керамических масс на вакуумном поршень-прессе / У. Ш. Шаяхметов // Вестник Башкирского университета. - 2014. - Т. 19, № 1. - С. 348-352.
Information about the project
Surname Name
Valentina Tretyakova
Project title
Non-fired technology for producing ceramic tubular products
Summary of the project
Development of chemically bonded technology of production of ceramic tubular products, with application temperature up to 2000°C by studying the physico-chemical processes, kinetics of hardening occurring in the compositions by heating, to define their structure and operational characteristics.
Keywords
Non-fired technology for producing ceramic tubular products