Керамика из высокоогнеупорных окислов
Бакунов В. С, Балкевич В. Л., Власов А. С и др.
Металлургия, 1977 г.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие............................. 3
ГлаваI
ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОКИСНОЙ КЕРАМИКИ И ЕЕ ОБЩИЕ СВОЙСТВА
1. Подготовка исходных материалов и формование изделий...... 5
2. Спекание и обжиг......................... 25
3. Обзор основных свойств...................... 50
Глава II
СПЕЧЕННАЯ КЕРАМИКА НА ОСНОВЕ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ОКИСЛОВ
1. КЕРАМИКА из окиси алюминия.................... 70
2. КЕРАМИКА из окиси магния.................... 91
3. КЕРАМИКА из окиси бериллия................... 102
4. КЕРАМИКА из окиси иттрия..................... 111
5. КЕРАМИКА из окиси скандия.................... 123
6. КЕРАМИКА из двуокиси циркония................•. . 129
Глава III
СПЕЧЕННАЯ КЕРАМИКА НА ОСНОВЕ НЕКОТОРЫХ БИНАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ОКИСЛОВ
1. Муллитовая керамика....................... 154
2. КЕРАМИКА из алюмомагнезиальной шпинели............ 175
3. КЕРАМИКА из цирконатов кальция и стронция........... 188
Глава IV
ОКИСНЫЕ ОГНЕУПОРЫ ЗЕРНИСТОГО СТРОЕНИЯ
1. Спекание грубодисперсных масс из окислов............ 195
2. Технология производства окисных огнеупоров зернистого строения 202
3. Свойства окисных огнеупоров зернистого строения......... 220
ГлаваV
ПОРИСТАЯ КЕРАМИКА ИЗ ОКИСЛОВ
1. Методы изготовления....................... 232
2. Строение и его влияние на свойства................ 237
3. Технология изготовления и Свойствакерамики из некоторых окислов 244
4. Применение пористых материалов из окислов........... 258
ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОКИСНОЙ КЕРАМИКИ И ЕЕ ОБЩИЕ СВОЙСТВА
1. ПОДГОТОВКА ИСХОДНЫХ материалов И формование ИЗДЕЛИЙ
Особенности процессов подготовки масс окисной керамикисвязаны прежде всего с характером используемых исходных материалов, а также с высокими требованиями, предъявляемыми к уровню и стабильности свойств готовой продукции. Здесь имеется определенная аналогия с производством иных типов технической керамики (конденсаторные и некоторые другие радиокерамические материалы, пьезокерамика, ферриты), исходными материалами для которых также служат чистые окислы и оксидные соединения, выпускаемые химической промышленностью.
Специфику рассматриваемой технологии можно охарактеризовать следующим образом.
1. Исходные окислы, получаемые в результате химической переработки и очистки природных сырьевых материалов и поставляемые керамическим предприятиям, удовлетворяют в той или иной степени требованиям, предъявляемым керамическими производствами к чистоте материала (содержание основного окисла и допуски по некоторым примесям). Однако для керамической технологии весьма важны и другие характеристики. Это прежде всего фазовый состав, характер кристаллизации, зерновой состав, строение и плотность частиц. В большинстве случаев названные Свойства поставляемых химических продуктов (окислов) не отвечают требованиям соответствующего керамического производства; обычно они вообще не регламентируются действующими стандартами и техническими условиями и, следовательно, могут быть непостоянными. Поэтому в технологию керамического производства приходится включать процессы предварительной термообработки исходных материалов (прокаливание до определенных температур, иногда плавление) и эффективные Методы весьма тонкого измельчения, часто сопровождаемого изменением строения частиц диспергируемого материала.
2. В некоторых случаях требуется модифицирование («легирование») основного окисла добавками для регулирования фазового состава, спекания, микроструктуры и технических свойств керамики. Если керамику изготавливают из соединений окислов, то синтез последних часто приходится осуществлять в виде отдельной технологической операции. При приготовлении композиций для легирования или синтеза необходимо достижение высокой макро- и микрооднородности в распределении смешиваемых компонентов. До недавнего времени композиции приготавливали, как правило, длительным смешиванием окислов при их совместном измельчении. В настоящее время разрабатывают и начинают все шире применять более эффективные химические методы. К ним относятся совместное осаждение гидроокисей (а также карбонатов, оксалатов и др.) из растворов солей с последующим прокаливанием, кристаллизация из смешанных растворов солей (при их обезвоживании) с последующим прокаливанием, совместное быстрое замораживание смешанных растворов солей с последующей специальной технологической переработкой.
3. Устанавливая параметры технологического процесса, приходится учитывать в значительной мере противоречивые требования; повышение дисперсности- и активности окисла (что необходимо для интенсификации последующих процессовспекания без участия жидкой фазы) вступает в противоречие с требованиями снижения содержания технологической связки, повышения плотностиполуфабриката и уменьшения усадки при последующем обжиге.
В связи с перечисленными особенностями технологии в последнее время получила развитие новая прогрессивная тенденция в постановке производства изделий из окислов, которая заключается в том, чтобы исходные продукты (окислы, их композиции, твердые растворы и соединения) получать по специализированной технологии, осуществляемой главным образом на химических предприятиях. Химизм и параметрыпроцесса получения этих продуктов выбирают с учетом требований, предъявляемых соответствующими керамическими производствами к их кристаллической структуре и составу. В этом случае технологический процесс собственно керамического производства может начинаться с измельчения полученных материалов или даже с приготовления масс.
Вместе с тем совершенствуются и дифференцируются методы, применяемые в пределах собственно керамического производства: измельчение материалов, приготовление масс различного типа (шликеров, пресспорошков, пластичных паст) и формование из них изделий.
В данной главе не ставится задача систематического рассмотрения всех процессов, связанных с подготовкой, измельчением исходных компонентов и формированием изделий, поскольку их теоретические основы и закономерности являются в значительной степени общими для керамического производства в целом. Ниже отмечаются главным образом особенности процессов и методов, характерные именно для технологии окисной керамики.