Зв’язуюче для одержання керамічного виробу складної конфігурації і спосіб його одержання

1. Связующее для получения керамического изделия сложной конфигурации, включающее зольный гель по крайней мере одного гидроксида металла, полученный золь-гель процессом, и соль гидроксида алюминия, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно содержит гидроксид металла из группы: Al, Si, Zr, Ті, Fe, Ni или бемит, а в качестве соли гидроксида алю миния - тридекамер алюминия общей формулы [АЮ4А112(ОН)24 • 20Н 2 ОГ, 7Х , где Х" - анион хлора и/или нитратной группы, при соотношении первого и второго компонентов 1 : (0,005-1). 2. Способ получения связующего для изготовления керамического изделия сложной конфигурации, включающий приготовление зольного геля введением азотной или хлористоводородной кислоты в гидроксид металла, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что кислоту вводят до достижения рН 1,5-4, полученную смесь активируют нагревом до 70-100*С, поддерживая рН в указанных пределах до образования 3-12 мас.% зольного геля, после чего вводят тридекамер алюминия общей формулы [АЮ4А112(ОН)24 • 20Н 2 ОГ, 7Х", С > KJ где X - анион хлора и/или нитратной группы, из расчета 0,05-10 г соли на 10 г солей гидроксида металла в зольном геле, и нагревают в течение часа при сохранении рН в указанных пределах. О Изобретение относится к области формования и обработки керамических изделий, в частности к добавке к сырью для получения керамических изделий сложной конфигурации и к способу для ее получения. Керамические изделия сложной конфигурации получаются шликерным литьем [1]. При шликерном литье обычно поступают так, что суспензию твердых частиц керамического материала в воде вливают в форму из обожженного гипса, в которой 26557 формование осуществляют путем переведения частиц в полужесткое состояние в силу удаления части воды а результате повторной гидратации обожженного гипса. Сушка образуемого в форме изделия представляет собой критическую операцию при окончательной обработке изделия. Вода должна осторожно удаляться без возникновения в неспеченном изделии дефектов, обусловленных усадкой во время процесса обезвоживания. В целях снижения опасности возникновения трещин или деформаций неспеченное изделие обычно сушат в течение 5-7 дней на один сантиметр толщины изделия. Известен состав связующего для огнеупоров, содержащий золь кремнезема и оксихлорид алюминия А12(ОН)5С12, 2-3 Н2О [2]. Известен также способ получения связующего путем смешивания бемита с суспензией А12О3 в HNO3 при рН 2 и коагулирования золя [3]. Задачей изобретения является сокращение времени сушки, требуемой при получении керамических изделий сложной конфигурации. Поставленная задача решается использованием связующего для получения керамического изделия сложной конфигурации, представляющего собой зольный гель смеси высокозаряженных катионов гидроксидов металлов и по меньшей мере одного низкозаряженного катиона гидроксида металла при соотношении (0,0051):1, связка содержит низкозаряженные катиони гидроксидов металлов из группы, включающей гидроксиды алюминия, кремния, циркония, титана, железа и никеля, а вышеуказанным катионом гидроксидов металла является тридекамер алюминия общей формулы [АЮ4А112(ОН)24 • 20Н 2 Ор, 7Х-, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 где Х" означает анион хлора и/или нитратной группы. Связки получают следующим образом. Сначала приготавливают золь солей 50 низкозаряженных катионов гидроксидов металлов в воде, подкисленной до рН 1,54 добавкой хлористоводородной или азотной кислоты. Получаемый золь подвергают активации путем нагревания до тем- 55 пературы 70-100'С при указанной рН 1,54, предпочтительно 2-3, в течение 2-6 ч до образования 3-12%-ного по весу зольного геля, к которому после предварительной, в случае необходимости, фильт рации добавляют водный раствор солей высокозаряженных катионов гидроксидов металлов, содержащий 0,05-10 г предпочтительно 0,1-3 г, в частности 0,5-2 г, солей на 10 г солей низкозаряженных катионов в зольном геле. Получаемый при этом зольный гепь нагревают при указанной температуре в течение примерно одного часа при сохранении рН среды, равной 1,5-4. При получении керамических изделий путем шликерного литья сырье, содержащее порошок и/или волокна в виде оксидов тугоплавких металлов, таких как, например, глинозем, кремнезем, окислы хрома, двуокись циркония, окислы никеля и т.п., диспергируется в предлагаемой добавке в количестве до* 90% от веса смеси сырья и добавки. При этом после шликерного литья изделие можно вынимать из формы примерно через 30 мин и окончательно обрабатывать через примерно 3 ч после предварительной сушки при температурах 20-60'С. В случае получения крупногабаритных изделий может требоваться дальнейшая сушка в течение примерно до 36 ч. После сушки неспеченное изделие подвергают окончательному уплотнению путем стандартного спекания. Как уже упоминалось выше, время сушки перед спеканием можно сократить примерно до 3-36 ч, если использовать данную связку. Точное время сушки в каждом конкретном случае зависит от сырья, конфигурации и размеров получаемого керамического изделия. Дальнейшее преимущество предлагаемой связки заключается в том, что возможные дефекты получаемого неспеченного изделия можно устранять путем простого заполнения предлагаемой связкой трещин или деформаций на изделии после вынимания из формы или сушки. Пример 1. Ю г имеющегося в торговле порошкового бемита (торговый продукт Катапаль. Д инофирмы "Виста Кемикаль Компани", США) подают в снабженный мешалкой химический стакан, содержащий 1000 мл деминерализованной воды, подкисленной до рН 2 добавкой азотной кислоты. Получаемый при этом золь бемита активируют путем нагревания до температуры 80-90#С в течение примерно 3-5 ч до получения 6-10%-ного по весу зольного геля. Во время активации величину рН непрерывно доводят до 2 путем добавления по каплям концентрированной азотной кислоты. Полученный зольный гель очищают путем фильтрации, предназначенной для удаления не вклю 26557 ную внутреннюю поверхность высотой 2 ченных в гель частиц. Затем к зольному см. Через 30 мин при комнатной темпегелю добавляют 2 г 50%-ного по весу растратуре формованное изделие вынимают вора тридекамера алюминия (торговый произ формы, через три часа выполняют отдукт Локрон С инофирмы "Хехст, АГ", ДЕ), верстия (необходимые для последующего после чего продолжают нагревание в течеиспытания изделия) и в течение 20 ч суние одного часа при рН среды 2-3. шат при температуре 50*С. Затем изделие П р и м е р 2. Порошковую окись подвергают спеканию при температуре алюминия (торговый продукт Алкоа А 16 1550*С в течение 2 ч. СГ инофирмы "Алкоа Компани", США) поПрочность и вязкость разрушения спедают в снабженный мешалкой химичес- 10 ченного керамического изделия опредекий стакан, содержащий связку, полученляют с помощью стандартных методов. ную по примеру 1. Порошок добавляют в При этом получают следующие результаколичестве, обеспечивающем получение ты: шликера, содержащего 85 вес.% окиси Прочность 287 МПа алюминия. Шликер вливают в форму из 15 Вязкость разрушения 5 МПа * с обожженного гипса, имеющую прямоуголь Упорядник Техред М. Келемеш Коректор О. Обручар Замовлення 516 Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгооод, вуя. Гагаріна, 101