Современная технология корундовых изделий

Режим обжига распространяется и на корундовую керамику с минерализующими добавками.

 

 

Современная технология корундовых изделий

 

 

В ряде исследований отмечается укрупнение кристаллов на поверхности изделия, возможно связанное как с режимом обжига, так и газовой средой. Например, засыпка, прилегающая к внешней стороне черепка, способна вытягивать из него жидкую фазу и твердые добавки. Это может отражаться на характере кристаллизации черепка. Указывается также, что восстановительная среда обжига в какой-то мере способствует спеканию чистокорундового черепка и росту кристаллов. Трудности сопоставления обжигов, производимых в пламенной, криптоловой и водородной (молибденовой) печах, по их температурному и газовому режиму и условиям передачи тепла принуждают считать влияние этого фактора еще точно не выясненным. Джонс с сотрудниками на примере обжига корундового черепка с добавками, способными менять в восстановительной и окислительной среде свою валентность, устанавливает влияние газовой среды на спекание черепка. По его данным ход спекания чистокорундового черепка в средах кислорода, азота и водорода в пределах до 1500° остается неизменным. При введении в глинозем 1 моля ТЮ2 спекание в среде водорода существенно ухудшается, в среде кислорода и азота не меняется.

 

Таким образом, введением в моноокисный корундовый черепок небольших добавок второго окисла представляется возможным регулировать рост кристаллов корунда, т. е. регулировать процесс рекристаллизации. При известных условиях те же функции могут выполнять вводимые в черепок стеклообразующие добавки, но только, по-видимому, при условии ограниченного количества числа окислов и их количества. В этом случае рекристаллизация осуществляется через расплав. На процесс рекристаллизации влияет природа и количество добавок, степень измельчения и температура предварительного обжига глинозема, чистота исходного глинозема, режим обжига.

 

С другой стороны, характер кристаллизации корунда оказывает влияние на ряд свойств изделия и на необходимые температуры его спекания. Это дает возможность регулировать рабочие свойства корундовой керамики, приспосабливать ее к тем или иным специфическим условиям службы. Однако для того, чтобы в полной мере владеть этим методом, необходимы еще дальнейшие исследования, уточняющие роль отдельных факторов и их сочетания. Обычная многоокисная керамика не поддается столь эффективному регулированию.
Современная технология корундовых изделий со спекшимся черепком предусматривает оформление изделий из тонкомолотого предварительно обожженного технического глинозема. Температура предварительного обжига глинозема (1400-1600°) должна обеспечить полную перекристаллизацию f-глинозема в а -форму. В целях обеспечения активной рекристаллизации и спекания черепка размеры монокристаллов а-глинозема не должны превышать 1-3 мк. Задача измельчения обожженного глинозема заключается в стремлении к максимальному разобщению отдельных агрегатов — осколков сферолитов, увеличивающих пористость отформованного сырца. Для уменьшения усадки обжигаемого изделия и облегчения его спекания необходимо максимальное уплотнение сырца при его формовании. Подбор зернового состава формуемого порошка по принципу разрывности заполняющих фракций решает эту задачу. Возможность регулировать размеры монокристаллов корунда путем температуры обжига глинозема, а также введением добавок, ускоряющих рост кристаллов, позволяет применять этот метод для подбора заполняющих фракций. Введение различных добавок, регулирующих характер кристаллизации корунда в спекшемся черепке, дает возможность снижать необходимые температуры обжига и придавать черепку требуемые специализированные свойства.

 

При производстве крупных корундовых изделий (огнеупоров) для повышения их термической стойкости необходимо придать черепку зернистое строение. В этих целях изделия формуют из спекшегося корундового наполнителя определенного зернового состава, который связывают тонкоизмельченным спекающимся глиноземом.
При производстве пористых (легковесных) корундовых изделий, предназначенных для службы при высоких температурах и при значительных нагрузках, в основе технологии должна лежать задача получения сплошного рекристаллизованного корундового каркаса, что достигается при формовании изделий пенометодом из тонкодисперсного глинозема.
Физические и технические свойства высокоглиноземистых керамических материалов, так же как и других керамических изделий, зависят от их химического и фазового состава, микроструктуры (размера и формы кристаллических составляющих, распределения стекловидной фазы и т. д.), наконец, от величины пористости и характера распределения пор в материале.
При рассмотрении свойств высокоглиноземистых электроизоляционных материалов и других видов высокоглиноземистой технической керамики нужно иметь в виду, что различия между ними по пористости и макроструктуре сравнительно невелики, поскольку для указанных целей используют, как правило, хорошо спекшиеся массы, с тонкозернистым однородным черепком и почти нулевой открытой пористостью. Определяющее влияние на фазовый состав и свойства указанных видов высокоглиноземистых изделий оказывает содержание в них А1203 (или соотношение А1203: S02) и содержание различных окислов-плавней, вводимых иногда в значительном количестве с целью снижения температуры спекания и регулирования состава стекловидной фазы черепка.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *