Маса для виготовлення радіопрозорої кераміки

Реферат: Маса для виготовлення радіопрозорої кераміки містить кварцовий пісок, глинозем, вуглекислий стронцій. Додатково маса містить оксид літію. UA 112522 U (12) UA 112522 U UA 112522 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Корисна модель, що пропонується, належить до керамічної промисловості і може бути використана як радіопрозорий керамічний матеріал для виготовлення обтічників, захищаючих антени радіолокаційних станцій і інших радіотехнічних засобів від впливу навколишнього середовища. В світовій практиці розробкою радіопрозорих керамічних матеріалів займаються вчені США, Франції, Китаю, Південної Кореї, Росії, Білорусі тощо. Останнім часом увага науковців приділяється синтезу склокристалічних та керамічних РПМ на основі цельзіану (ВаАl2Si2O8) і -4 славсоніту (SrAl2Si2O8), які характеризуються ε6-8, tgδ  1-50•10 , мають високі температури -6 -1 плавлення (1650 і 1760 °C), низький ТКЛР3,8•10 K та високу механічну міцність (Е=110115 ГПа). Особливої уваги заслуговують роботи Діра, Старжевського, Готвальда, Фолькера, Шукли, спрямовані на вивчення будови систем фазоутворюючих оксидів з метою розробки РПМ на основі славсоніту і цельзіану. Окремі відомості стосовно принципів їх отримання містяться в роботах [1-10]. Так, авторами [1, 2] досліджено процес спікання цельзіанової кераміки, встановлено взаємозв'язок структури і радіофізичних властивостей матеріалів. Більшість робіт, присвячених отриманню радіопрозорих матеріалів на основі славсоніту, стосуються склокристалічних та композиційних матеріалів. В роботах Sung Y.M. [3, 4] досліджується спікання та кристалізація славсонітвмісних стекол, а також вплив добавок широкого спектру дії на фазовий склад та властивості ситалів. Науковцями БГТУ [5] розроблені композиційні радіопрозорі матеріали, спеціалістами РХТУ (Росія) [6, 7] отримані ситали з високою термостійкістю (~1000 °C), однак технологія виготовлення їх передбачає високотемпературний синтез SrAl2Si2O8 (~1550-1600 °C). Новим перспективним напрямком є низькотемпературний синтез SrAl2Si2O8 моноклінної форми та отримання керамічних та склокристалічних радіопрозорих матеріалів при зниженій температурі шляхом хімічного модифікування композицій. Так, в роботі [8] вказується на можливість низькотемпературного ущільнення кераміки на основі славсоніту, а автори [9] демонструють ефективність прийому комбінування фаз славсоніту, ганіту і рутилу для отримання кераміки з низькими діелектричними втратами. Втім ці роботи не дозволяють скласти цілісну уяву про фізико-хімічні процеси отримання керамічних та склокристалічних РПМ, а відомості щодо технології їх виготовлення взагалі відсутні. Найбільш близьким аналогом до запропонованої корисної моделі є керамічний матеріал на основі системи SrO-BaO-Al2O3-SiO2, який має стабільні діелектричні характеристики в широкому температурному інтервалі. Недоліком найближчого аналога є підвищена температура випалу (1500 °C) та тривалий час випалу - 12 годин [10]. Існуючі сучасні технології отримання РПМ на основі стронцієвого анортиту передбачають складний цикл виробництва з багатостадійною високотемпературною термообробкою (вище 1500 °C). Задачею корисної моделі, що пропонується, є розробка маси для отримання радіопрозорої кераміки із зниженою температурою та тривалістю випалу та низьким значенням діелектричної проникності. Поставлена задача вирішується тим, що керамічна маса для виготовлення радіопрозорої кераміки, що містить: кварцовий пісок, глинозем, вуглекислий стронцій, відрізняється тим, що додатково містить оксид літію при такому співвідношенні компонентів, мас. %: кварц Вишневецький 34-36 глинозем 22 вуглекислий стронцій 40 оксид літію 1-3. Технічній результат корисної моделі забезпечується тим, що, на відміну від відомої керамічної маси, запропонований склад маси містить оксид літію, який сприяє зниженню температури випалу виробів на 200 °C та зменшенню тривалості випалу до 3 години за рахунок більш раннього утворення розплаву, зменшення його в'язкості та поверхневого натягу. Наведені компоненти у такому співвідношенні, яке заявляється, для виготовлення кераміки не використовувались. 1 UA 112522 U Таблиця Шихтовий склад та властивості радіопрозорої кераміки, яка заявляється Найменування сировинних матеріалів Кварц Вишневецький Глинозем Вуглекислий стронцій Оксид літію Температура випалу, °C Тривалість випалу, год. Водопоглинання, % Відкрита поруватість, % -3 3 Уявна щільність, ρк•10 , кг/м Діелектрична проникність 5 10 15 20 25 30 Замежовий 37 22 40 1 1350 3 16,45 32,78 1,87 8,2 Масовий вміст матеріалів, мас. % 1 2 3 36 35 34 22 22 22 40 40 40 2 3 4 1350 1350 1350 3 33 0 0 0 0 0 0 2,72 2,46 2,34 5,42 6,23 6,87 Замежовий 33 22 40 5 1350 3 0 0 2,1 7,8 Джерела інформації: 1. Marocco A., Liguori В., Dell'Agli G., Pansini M. Sintering behaviour of celsian based ceramics obtained from the thermal onversion of (Ba, Sr)-exchanged zeolite A // Journal of the European Ceramic Society, Vol. 31, p. 1965-1973., 2011. 2. Long-Gonzaleza D., Lopez-Cuevasa J., Gutierrez-Chavarriaa C.A., Penab P., Baudinb C, Turrillasc X. Synthesis of monoclinic Celsian from Coal Fly Ash by using a one-step solid-state reaction process // Ceramics International Vol. 36, p. 661-672., 2010. 3. Sung Y.M., Kim S. Sintering and crystallization of off-stoichiometric SrO•Al2O3•2SiO2 glasses // J. of Materials Science, № 35, p. 4293-4299, 2000. 4. Sung Y.M. Phase formation kinetics in SrO-Al2O3-SiO2-B2O3 glass // J. of Materials Science Vol. 37, № 4, p. 699-703, 2002. 5. Бобкова H.M., Силич Л.М. Бесщелочные ситаллы и стеклокристаллические материалы. Минск: Наука, 1992, 278. с. 6. Shchegoleva N.E., Sarkisov P.D., Orlova L.A., Popovich N.V. Physical-chemical and structural processes occurring during heat-treatment of strontium-aluminosilicate glass // Glass and Ceramics Vol. 69, Issue 3-4, pp. 117-121, 2012. 7. Orlova L.A., Popovicha N.V., Uvarova N.E., Palearia A., Sarkisova P.D. High-temperature resistant glass-ceramics based on Sr-anorthite and tialite phases // Ceramics International, № 38, p. 6629-6634, 2012. 8. Song Chen, De-Gui Zhu, Xu-Sheng Cai Low-Temperature Densification Sintering and Properties of Monoclinic-SrAl2Si2O8 Ceramics // Metallurgical and Materials Transactions A Vol. 45, Issue 9, PP. 3995-4001, 2014. 9. Xiao-Chuan Wanga, Wen Leia, Ran Anga, Wen-Zhong Lua ZnAl2O4-TiO2-SrAl2Si2O8 lowpermittivity microwave dielectric ceramics // Ceramics International Vol. 39, Issue 2, PP.1707-1710, 2013. 10. Savchuk G.K., Petrochenko T.P, Klimza A.A. Preparation and Dielectric Properties of Celsian Ceramics Based on Hexagonal BaAl2Si2O8 // Inorganic Materials, Volume 49, No. 6, pp. 632-637, 2013. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 Маса для виготовлення радіопрозорої кераміки, що містить: кварцовий пісок, глинозем, вуглекислий стронцій, яка відрізняється тим, що додатково містить оксид літію, при такому співвідношенні компонентів, мас. %: кварц Вишневецький 34-36 глинозем 22 вуглекислий стронцій 40 оксид літію 1-3. 2 UA 112522 U Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко 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 3