Спосіб виготовлення високопористих проникнених керамічних виробів

Спосіб виготовлення високопористих проникнених керамічних виробів, що включає виготовлення шлікеру, просочення цим шлікером поліме 3 41989 відливкам завдяки утворенню силоксанових зв'язків ≡Si-О-Si≡, при умові виготовлення золю як із стехіометричною кількістю води, так і з великою кількістю води. Введення Аl в золь забезпечує достатньо високу пластичність та текучість шлікерам на засаді електроплавленого корунду або суміші корунду з карбідом кремнію. В залежності від співвідношення наповнювач: в'яжуча композиція із золю час просочення регулюється введенням добавки Аl; прокаткою крізь валки - товщина стінок навколо полімерної матриці. Після прокатки напівнасичену полімерну матрицю висушують при температурі 60-90 °С терміном 8-12 годин і знову просочують розчином золю на засаді етилсилікату, але цього разу його виготовляють, гідролізуючи етилсилікат стехіометричною кількістю води з добавкою стеарату алюмінію при нагріванні до 35-50 °С, таким чином просочують матрицю і створюють на поверхні утвореної керамічної оболонки навколо полімерної матриці покриття з більшою щільністю. Після термообробки одержують керамічну порувату матрицю, внутрішні шари якої складаються із Аl2О3 або Аl2О3+SiC, що мулітизовано завдяки утворенню муліту із Аl та SiO2, а поверхневий шар покриття із розчину скла, мулітизованого за рахунок синтезу муліту із SiO2 та Аl із органічної солі, що забезпечує високі механічні 4 характеристики одержаним виробам з проникненою пористістю. Запропонований спосіб забезпечує позитивний результат завдяки тому, що при введенні золю етилсилікату в якості зв'язуючого забезпечуються підвищені фізико-хімічні властивості при значно низьких температурах випалу. Використання золю, що утворюється при гідролізі етилсилікату великою кількістю води, дає можливість виготовляти шлікери необхідної текучості, пластичність їх підвищується завдяки введенню Аl пудри, яка з поверхні гідрофобізована. Нанесення після сушки додаткового шару практично такого ж фазового складу, що й основний , тому що він складається із Аl2О3, суміші Аl2О3+SiC, SiO2 золю та Аl солі, забезпечує утворення нитковидних кристалів муліту, які пронизують плівку покриття, армують її та забезпечують не тільки підвищену міцність, термостійкість, але й корозійну та абразивну стійкість, в тому числі, в потоках вихлопних газів. Використання запропонованого способу виготовлення високопористих виробів дозволяє одержати міцний мулітокорундовий або мулітокорундокарбідкремнієвий матеріал з високими експлуатаційними характеристиками. Конкретні приклади способу одержання та властивості матеріалів вказано в таблиці. Таблиця. Спосіб одержання матеріалу та його властивості. Найменування показників Склад просочуваючого шлікеру: наповнювач зв'язуюче Прокатка крізь валки Т-ра сушіння просоченої полімерної матриці, °С Термін сушіння, год. Золь для додаткового просочення Температура золю, °С Температура випалу, °С Властивості матеріалу: Відкрита поруватість, % 3 Щільність, г/см Середній розмір пор, мм Міцність при стиску, МПа Термостійкість, цикли: 1000 °С - повітря 300 °С - фізрозчин Показники Позамежеві Аl2О3 Без добавки + 50 15 Золь без добавки органічної солі Аl 30 1 2 3 Аl2О3 Аl2О3+SiC Аl2О3+SiC Золь із етилсилікату і великої кількості води та алюміній + + + 60 10 72 12 90 8 Позамежеві Прототип SiC Аl2О3+SiC Без добавки + ПВС Алюмозолі та хлоридні добавки 23 45 50 35 100 6 Золь без добавки органічної солі Аl 70 1350 1350 1350 1350 1350 1650 93,00 91,70 92,00 92,50 91,50 78,00 0,28 0,32 0,31 0,29 0,33 0,35 2,80 3,00 3,10 3,00 3,20 2,40 3,80 4,50 4,80 4,20 4,00 3,50 18 150 21 150 20 150 21 150 16 150 15 25 Золь етилсилікату із стехіометрічною кількістю води та органічною сіллю Аl Як видно із таблиці, запропонована технологія забезпечує виготовлення високопористої кераміки, особливістю якої є проникненість структури, з достатньо високою міцністю та високою термостабільністю як на повітрі, так і в фізрозчині, що надає можливість використання його для виготовлення фільтрів та використання в медицині. Причому, запропонований спосіб забезпечує одержання високопоруватого матеріалу з проникненою пористістю при значно невисокій температурі випалу. 5 41989 Щільне покриття на поверхні пор надає можливість регенерувати багатократно такі підложки при використанні в біотехнологіях та в медицині. Найкращі показники одержано при використанні параметрів запропонованого способу за прикладом 2. Позамежеві характеристики способу знижують щільність, міцність та термостійкість матеріалу виробів, або навпаки, підвищують середній розмір пор при підвищенні температури сушіння після першого просочення та температури просоючого золю стехіометричного складу. Запропонований спосіб можна рекомендувати для одержання фільтрів, установок для очищення вихлопних газів, підложок в біотехнологіях та медицині. Комп’ютерна верстка І.Скворцова 6 Зазначений спосіб виготовлення високопористої проникненої кераміки невідомий із джерел вітчизняної та іноземної інформації, встановлено авторами вперше, що свідчить про відповідність заявленого рішення критеріям новизни. В порівнянні з відомими рішеннями запропонована корисна модель має такі переваги: - забезпечує постійність показників фізикомеханічних властивостей матеріалу; - забезпечує регенерацію виробів; - забезпечує високу термостабільність. Джерела інформації: 1. Патент №7717 України на корисну модель, 2005р., БВ 3 7. 2. Патент РФ №2294317 Б, " Изобретения. Полезные модели ", 2007 p., №6, с.395-396. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601