Маса для отримання алюмосилікатного керамічного матеріалу

Реферат: Маса для отримання алюмосилікатного керамічного матеріалу містить оксид алюмінію (Аl2О3), оксид кремнію (SiO2), оксид бору (В2О3) і оксид натрію (Na2O). При цьому 77,5 % Аl2О3 мають розмір часток 20-25мкм, 2,5 % Аl2О3 мають розмір часток - 1-2 мкм, а розмір часток інших компонентів знаходиться в межах 1-2 мкм. UA 99582 U (54) МАСА ДЛЯ ОТРИМАННЯ АЛЮМОСИЛІКАТНОГО КЕРАМІЧНОГО МАТЕРІАЛУ UA 99582 U UA 99582 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі хімічних складів алюмосилікатних керамічних мас, призначених, зокрема, для використання як ізоляції витків молібденової спіралі нагрівача один від одного. Найбільш близькою за технічною суттю і досягненню результату є маса для отримання алюмосилікатного керамічного матеріалу ВК94-1, дивись ТУ 11-78 а.Я0.027.002 і, тому, прийнята нами як найближчий аналог. Відома маса для отримання алюмосилікатного керамічного матеріалу містить (мас.%): оксид алюмінію Аl2О3 - 94,39 %; оксид кремнію SiO2 2,77 %; оксид хрому Сr2О3 - 0,49% і оксид марганцю МnО - 2,35 %. Ця відома маса відповідає вимогам ізоляції витків молібденової спіралі нагрівача один від одного переважно за рахунок високого вмісту оксиду алюмінію. Однак при використанні маси для отримання алюмосилікатного керамічного матеріалу для ізоляції витків молібденової спіралі в нагрівачі іонізатора прискорювального мас-спектрометра було виявлено ряд значних недоліків, які полягають у відриві керамічного ізолятора від корпусу нагрівача, що призводить до зниження надійності роботи обладнання в процесі експлуатації. В основу корисної моделі поставлено задачу створення маси для отримання алюмосилікатного керамічного матеріалу з високим комплексом технологічних показників в процесі формування ізолюючого шару та високими експлуатаційними властивостями, які відрізняються надійністю і стійкістю при роботі у високотемпературних умовах при тривалих термінах використання виробів з молібдену, зокрема в прискорювальній мас-спектрометрії. Поставлена задача вирішується тим, що в масі для отримання алюмосилікатного керамічного матеріалу, що містить оксид алюмінію (Αl2Ο3), оксид кремнію (SiO2) , згідно з корисною моделлю додатково містить оксид бору (В2О3) і оксид натрію (Na2O), при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: Аl2О3 - 80 %; SiO2 - 15 %; В2О3 - 3,5 % Na2O - 1,5 %, при цьому 77,5 % Аl2О3 мають розмір часток 20-25 мкм, 2,5% Аl2О3 мають розмір часток - 1-2 мкм, а розмір часток інших компонентів знаходиться в межах 1-2 мкм. Запропонований склад забезпечує у керамічному матеріалі рівність коефіцієнтів температурного лінійного розширення матеріалу, корпусу і спіралі нагрівача, а також характеризується відсутністю усадки маси при спіканні, що досягається за рахунок створення двофазного керамічного матеріалу з оксиду алюмінію з розміром частинок 20-25 мкм і склофази складу Аl2О3, SiO2, B2O3 і Na2O. Практично повну відсутність усадки вдалося досягти оптимізуючи дисперсний склад, кількісне і якісне співвідношення компонентів маси. На підбір керамічного матеріалу, у якого відсутня усадка при спіканні, найбільший вплив має гранулометричний склад оксиду алюмінію. Практично повну відсутність усадки вдалося досягти оптимізуючи дисперсний склад розмірів часток оксиду алюмінію Аl2О3 в межах 20-25 мкм. При малих розмірах часток досліджувані зразки спікаються до отримання необхідної конструкційної міцності при температурах від 1200 °С, при цьому вони мають певну усадку. Ця усадка пов'язана з тим, що частки оксиду алюмінію розташовуються в утвореному розплаві склофази більш впорядковано. З ростом розміру часток оксиду алюмінію усадка зменшується, тому склофази, що утворена, недостатньо, щоб компактно укласти частинки оксиду алюмінію. Нарешті, при розмірі часток 20 ... 25 мкм (при температурі спікання 1380 °С) настає момент, коли частки оксиду алюмінію залишаються невпорядкованими, а склофази вистачає лише на те, щоб з'єднати між собою ці частинки для необхідної конструкційної міцності - при цьому усадка відсутня. З подальшим збільшенням розміру часток оксиду алюмінію кількості склофази не вистачає для з'єднання цих частинок. Щоб отримати необхідну міцність потрібно збільшувати температуру спікання. При цьому починається плавлення часток оксиду алюмінію на кордонах зерно-розплав склофази. Кількість склофази збільшується і починається знову упорядкування часток оксиду алюмінію. Відповідно, знову починається ріст величини усадки. Крім того, при певній температурі (вище 1400 °С) починається кристалоутворення в зернах оксиду алюмінію, що супроводжується додатковим збільшенням розміру усадки. Приклад виконання. Для приготування 100 г шихти використовують оксиди елементів у кількості: Аl 2О3 - 2,5 г; оксид кремнію SiO2 - 15 г; оксид натрію Na2O - 1,5 г, оксид бору В2О3 - 3,5 г. Подрібнюють їх окремо в неводному середовищі, до такої дисперсності, при якій вміст часток, розміром, що не перевищує 2 мкм і становить не менше 95 об.%. Потім беруть Аl2О3 в кількості 77,5 м і подрібнюють до дисперсності 20-25 мкм. Порошки змішують і матеріал обпалюють в захисному середовищі аргону при температурі 1380 °С. 1 UA 99582 U 5 Використання маси заявленого складу в порівнянні з відомою забезпечує отримання алюмосилікатного керамічного матеріалу з високим комплексом надійних технологічних показників при роботі у високотемпературних умовах, зокрема в прискорювальній масспектрометрії, крім того, при її виготовленні не потрібно дефіцитних і дорогих матеріалів, обладнання, що значно знижує собівартість продукції і розширює сферу застосування. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 Маса для отримання алюмосилікатного керамічного матеріалу, що містить оксид алюмінію (Аl2О3), оксид кремнію (SiO2), яка відрізняється тим, що додатково містить оксид бору (В2О3) і оксид натрію (Na2O), при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: Аl2О3 - 80 % SiO2 - 15 % В2О3 - 3,5 % Na2O - 1,5 %, при цьому 77,5 % Аl2О3 мають розмір часток 20-25 мкм, 2,5 % Аl2О3 мають розмір часток - 1-2 мкм, а розмір часток інших компонентів знаходиться в межах 1-2 мкм. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2