Литий вогнетривкий матеріал на основі b-оксиду алюмінію

Винахід відноситься до нового вогнетривкого матеріалу з b-алюмінію, придатного для плавки і лиття, який серед інших застосувань, може бути, зокрема, використаний для виготовлення надбудов скловарной печі. Вогнетривкі матеріали з b-алюмінію, придатні для плавки і лиття, відомі досить давно. US-A-2043029 описує матеріали, що містять алюміній і 1-10% окисів натрію і вказує, що приблизно 5% Nа2О досить щоб добитися отримання матеріалу, що повністю складається з b-алюмінію, і уникнути наявності більше за 1% двоокису кремнію і двоокису титана тому, що вони перешкоджають утворенню b-алюмінію. US-A-2043029 не описує особливим чином матеріали, що містять більше за 5% Na2O, і не містить вказівок на те, що такі матеріали можуть володіти особливими перевагами. SU-A-391 103 пропонує додавати натрій у вогнетриви у вигляді його алюмінату NaAІO2 (від 1% до 15%) з метою виключити випаровування з'єднань натрію. Цей російський патент не описує особливим чином матеріали із вмістом Na2O вище за 7,04% і не містить ніяких вказівок відносно впливу складу на характеристики матеріалу. Згідно з патентом FR-А-2739617, опір стисненню може бути підвищений шляхом додання в матеріали BaO, SrO і СаО при сумарному вмісті Na2O+К2О від 4% до 7%. На практиці, всі доступні на ринку матеріали з b-алюмінію, такі як Монофракс Н, вироблюваний американською компанією МонофраксÒ Компанії (США) або японською компанією Тошіба Рефрактерс, Марснайто, вироблюваний японською компанією Асахі або ДжаргалÒ Н, вироблюваний заявником, мають дуже подібні склади, а саме від 93% до 94,6% АІ 2О3, від 5,2% до 7% Na2O, від 0,1до 0,3% двоокису кремнію і інші окиси у якості домішок або добавок. У продажу можна також знайти інші матеріали з b-алюмінію, вміст окислів натрію в яких досягає 6,7%, однак вміст двоокису кремнію нижче за 0,05%. З іншого боку, матеріал, що продається заявником під назвою ER. 5312, так званий b-оксид алюмінію, що містить по вазі від 86,5% до 87,5% окислу алюмінію, 4,5% окислу натрію і 8% окислу магнію і невелику кількість інших оксидів, в тому числі 0,3% діоксиду кремнію. Всі ці матеріали майже позбавлені корунду або b-алюмінію (менше за 3-4% і звичайно максимум 2% для Джаргала Н). Матеріали, що складаються з b-алюмінію, володіють високою стійкістю до термоударів і механічних навантажень при високих температурах. Ці властивості роблять їх дуже придатними для використання в надбудовах плавильних камер скловарних печей. Однак, матеріали, що складаються з b-оксид алюмінію, страждають деякою крихкістю. В результаті операції по обробці або розпилюванню відлитих блоків є досить складними і дорого коштують внаслідок великої кількості браку. З іншого боку, в процесі різних операцій обробки, які зазнає блок в ході виробничого процесу і монтажу печі, можуть утворювати щербини на краях або пошкодження кутів. Відсутність речовини, навіть дуже локалізованої, в блоці надбудови може викликати ризик підвищеної корозії матеріалу, пов'язаної з відкладенням корозійних речовин, що виділяються склом, або просто із збільшенням корозії поверхні блоку. До того ж, пошкодження блоків в процесі їх виробництва підвищує вартість матеріалу при зниженні продуктивності. Ця проблема обмежує можливості конструювання, тому що для надбудов взагалі потрібні деталі зі значно більш точними контурами, ніж для інших застосувань. З іншого боку, тенденції розвитку технології плавлення скла направлені у бік посилювання умов, при яких матеріали печі зазнають великих навантажень, це відноситься, зокрема, до технології кисневого горіння. Для задоволення вимоги цілісності конструкції, більш жорсткої, ніж в минулому, зокрема саме на з'єднаннях, і сприяння сучасному розвитку геометрії надбудов, потрібні матеріали переважно з b-оксид алюмінію, придатні для плавки і лиття, і маючі поліпшені механічні характеристики. Отже, задачею винаходу є створення нового матеріалу, що складається з b-оксид алюмінію і що володіє зниженою крихкістю при збереженні стійкості до термоудару і механічним навантаженням при високих температурах, властивих матеріалам, що є у b-оксид алюмінію Ми також встановили, що зміни, направлені на зниження крихкості, дозволяють нам також отримати матеріал, менш сприйнятливий до гідратації і з поліпшеною реактивною здатністю при контакті з матеріалами AZS (alumina-zirconia-silicate) і кремнеземом, також як і при контакті із зольним пилом, що перебуває в основному з кремнію. Зокрема, даний винахід відноситься до нового вогнетривкого матеріалу, який придатний для плавки і лиття і складається в основному з b-оксид алюмінію і має наступний хімічний склад, мол.%: 11,25%-15,45% - принаймні одного окису лужного металу, вибраного з групи, що утворюється із Na2O, Li2O і К2О при умові, що вміст Na2O не менше за 9,3%, SiO2 до 2,97% АІ 2О3 81,38%-88,75% домішки не більше за 0,2% і в якому не менше за 98% кристалічних фаз представлені b-алюмінієм. Окисел лужного металу переважно складається з Na2O і матеріал має хімічний склад, % ваги: Na2O 7,25%-10% SiO2 до 1,85% АІ 2О3 87,95%-92,75% домішки не більше за 0,2% Переважно, матеріал має хімічний склад, % ваги: Na2O 7,25%-10% SiO2 до 1,85% АІ 2О3 87,95%-92,75% домішки не більше за 0,2% Також переважним є матеріал, який має наступний склад, % ваги: Na2O 7,3%-8,8% SiO2 0,4%-1,65% АІ 2О3 89,35%-92,3% домішки не більше за 0,2% Найбільш переважним є матеріал, який має хімічний склад, % ваги: Na2O 7,4%-8,5% SiO2 0,7%-1,45% АІ 2О3 89,85%-91,9% домішки не більше за 0,2% Домішки, які спеціально не включаються, поступають з сировини і складаються в основному з окислу Fe і Ті. Несподівано було встановлено, що збільшення вмісту окислу натрію вище порогового значення 7,25% додають цім новим матеріалам з b-алюмінія поліпшені характеристики, не погіршуючи при цьому основні властивості, властиві цьому типу матеріалів. Випробування показали, що на практиці максимальний вміст Na2O повинен бути обмежений приблизно 10%. Насправді, при показнику вище за 10%, температура осідання під навантаженням значно знижується. До того ж, вміст Na2O не повинен знижуватися нижче за 7,25% для того, щоб добитися отримання матеріалів зі значно поліпшеними механічними характеристиками. Далі ми покажемо, що матеріали, в яких Na2O частково заміщений еквівалентною молярною кількістю Li2O або К2О, також представляють інтерес. Ми вважаємо, що ці поліпшення пов'язані, з одного боку із зменшенням міжгранульної пористості і, з іншого боку, з механічним зміцненням зерна b-оксид алюмінію, пов'язаним з кристалографічною зміною у bоксиді алюмінію. Під b-алюмінієм туг мається на увазі сукупність компонентів, що мають походження з системи АІ 2Оз Na2O, в якої Na2O може бути замінений будь-яким іншим лужним або лужноземельним окислом. Виробництво нових матеріалів, придатних для плавки і лиття, з винайденого b-алюмінію може здійснюватися традиційним способом, шляхом плавлення сировини в адекватному процентному співвідношенні, потім відливання розплавленої суміші або в місткість для отримання зернистого матеріалу, який може бути спресований в блок або використаний як основний компонент бетону або вогнетривкої глини, або в графітову прес-форму для отримання виробу певної форми. При плавленні, яке традиційно здійснюють в електродуговій печі, матеріали часто називаються "електроплавленими". Цей останній термін потрібно розглядати як узагальнення вираження "розплавлений і відлитий". Були отримані різні вироби промислового формату шляхом відливання в графітові прес-форми суміші розплавлених АІ 2О3, Na2O і SiO2 з використанням або однофазної електродуговій печі потужністю 600кВА, або промислової трифазної електродуговій печі потужністю 3000кВА при використанні "дугового" способу плавлення, який описаний в французькому патенті №1208577. Хімічний аналіз матеріалів у відношенні Na2O і SiO2 приведений в таблиці 1, решту вмісту композиції складають АІ 2Оз і домішки (менше за 0,2%). Матеріал No. 5 приведений для порівняння і не відноситься до винаходу, а саме до комерційного матеріалу з b-алюмінію. У таблиці 3 приведені склади матеріалів, в яких Na2O частково замінений еквівалентною молярною кількістю Li2O і К2О. Подальший опис, зроблений з посиланням на прикладені креслення, дозволяє краще зрозуміти винахід. Фіг.1 - це графік, що показує кореляцію між модулем Юнга і MOR і різними матеріалами. Фіг.2 - графік, що показує зміну механічних властивостей в залежності від вмісту Nа2О у складі матеріалу. Таблиця 1 No Na2O % ваги SiO2 % ваги 1* 2* 3* 4* 5** 6* 7* 8* 9* 10* 11* 12* 13* 14* 15* 16 17 18 19 20 21 22 6,09 6,39 6,55 6,56 6,76 5,93 6,95 6,96 7,04 7,08 7,08 7,09 7,09 7,12 7,24 7,25 7,25 7,26 7,26 7,28 7,28 7,31 0,02 0,02 0,72 0,10 0,03 0,46 0,80 0,40 0,79 0,04 0,04 0,04 0,04 0,85 0,84 0,03 0,03 0,41 0,41 0,02 0,02 0,03 Мод. Юнга (ГПа) 7 4 11 9 15 29 43 34 43 25 79 70 4 28 40 92 86 97 86 79 69 108 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49* 50 51 52 53* 54* 55* 56* 57* 58* 59* 7,34 7,36 7,43 7,45 7,54 7,54 7,57 7,67 7,86 7,87 7,88 7,89 7,89 8,02 8,05 8,08 8,16 3,20 2,22 8,27 8,29 8,45 8,52 8,90 9,03 9,15 9,52 9,67 9,92 9,97 10,00 10,19 10,29 10,79 11,26 13,77 15,63 0,78 0,81 0,68 0,8 0,78 0,78 0,77 0,64 0,77 0,73 0,05 0,78 0,78 0,05 0,78 0,47 0,51 0,10 0,79 0,81 0,54 0,78 0,77 0,81 0,86 0,10 1,99 1,67 0,10 0,45 2,00 0,82 0,80 0,40 0,43 0,44 0,45 100 106 110 118 128 133 132 123 122 121 127 130 118 105 104 111 128 120 121 146 138 137 140 125 150 124 87 107 108 103 85 118 118 95 93 96 71 * матеріали, що не входять в об'єм винаходу; ** контрольні матеріали, що не входять в об'єм винаходу. Тепер розглянемо різні поліпшення властивостей, представлених винайденими матеріалами і спробуємо пояснити їх значення. Само собою зрозуміло, що заявник не має наміру зв'язувати винахід з якими-небудь теоріями і що пояснення представлені тільки для зведення. А) Зменшення крихкості Відштовхуючись від проблеми крихкості блоків під час виготовлення і різних операцій обробки, ми шукали таку фізичну характеристику, яка дозволила б нам краще продемонструвати цей феномен і, зокрема, визначити результати змін у хімічному складі. Добре відомо для фахівців, що найважливішою характеристикою продукту, вміщеного в склепіння скловарильної печі, є межа повзучості. Нижче ми покажемо, що ця властивість зберігається матеріалами по винаходу, але вона не відповідає поставленій проблемі крихкості кромок і кутів. З іншого боку, межа міцності при стисненні не представляє в цьому контексті особливого інтересу для характеристики матеріалів. У той же час відомо, що характеристикою, що дозволяє оцінити потенційні можливості матеріалу на сколювання кромок і кутів, є межа міцності при вигині. Межа міцності (Modules of Rupture) MOR - це напруження руйнування при вигині в трьох місцях пробних зразків розміром 25x25x150мм. Модуль пружності або модуль Юнга є динамічним модулем, що вимірюється резонансною частотою при поширенні поперечних хвиль в цих же пробних зразках. MOR і модуль Юнга мають наступний зв'язок, витікаючий з аналізу Гріффіса Ірвіна Орована: MOR=(Eg/4c)1/2 де: Ε - модуль Юнга, g - поверхнева енергія і 2с - довжина основного розміру дефекту. Завдяки декільком точкам, приведеним в таблиці 2, ми підтвердили, що є хороша кореляція між MOR і модулем Юнга. Таблиця 2 № 4* 6* Na2O (% ваги) 6,56 6,93 SiO2 (% ваги) 0,10 0,46 Модуль Юнга (ГПа) 9 29 MOR (МПа) 2,4 4,0 18 19 26 7,26 7,26 7,45 0,41 0,41 0,8 97 86 118 8,6 6,9 11,9 На фіг.1 показано, що ці два параметри добре корелюють і, отже, можна оцінити властивості матеріалів на вигин, вимірюючи їх модуль Юнга або їх MOR. Проводити вимірювання модуля Юнга набагато легше, тому ми вибрали цей параметр, щоб продемонструвати механічні характеристики різних матеріалів. У таблиці 1 приведені значення модуля Юнга всіх матеріалів, які ми отримали, а фіг.2 показує змінення модуля Юнга в залежність від вмісту окислу натрію і кремнію. Кожна точка є середнім з шести значень, які відповідають шести зразкам, взятим з одного блоку. Ця крива показує, що починаючи з процентного вмісту Na2O, приблизно 7,5%, модуль Юнга збільшується принаймні в 5 раз в порівнянні з контрольним матеріалом №5. Підвищення механічних характеристик є значним, починаючи із вмісту окислу натрію вище або рівному 7,25%. Можна помітити, що як тільки процентний вміст Na2O досягає 7%, отримані результати можуть бути коректними, але приклади 10* і 13* добре демонструють, що в цій перехідній зоні отримані результати включають елемент випадковості. З іншого боку, починаючи з процентного вмісту окислу натрію 7,25%, можна відмітити, що поліпшення дійсно має місце і що результати є такими, що відтворюються (приклади 16 і 21). З цієї причини ми будемо вважати вміст окислу натрію 7,25% межею, починаючи з якого механічні характеристики матеріалів явно поліпшуються. Ця крива також показує, що вміст кремнію не впливає істотним чином на зміну механічних властивостей матеріалів. Вміст кремнію в перевірених матеріалах варіюється від 0 до 2%. Ми також отримали численність матеріалів, в яких Na2O частково замінений на Li2O і К2О. У вказаних матеріалах по даному винаходу процентне молярне відношення окислу натрію може варіюватися між 11,25% і 15,45%. Саме в цих межах ми працювали для того, щоб пересвідчитися, що якщо сума молярного процентного вмісту Na2O+Li2O+К2О знаходиться в межах 11,25%-15,45%, то досягається отримання матеріалів з поліпшеними механічними характеристиками. Результати об'єднані в таблиці 3, яка представляє вагові і молярні склади матеріалів; в обох випадках рештою є алюміній. Таблиця 3 № 5** 22 40 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 Na2O 6,76 7,31 8,20 6,35 6,36 6,97 6,99 7,98 6,57 6,36 6,90 7,20 7,60 8,20 Ваговий вміст, % SiO2 Li2O 0,03 0 0,03 0 0,10 0 0,05 0,50 0,05 1,17 0,01 1,10 0,01 112 0,01 0,92 0,05 0 0,05 0 0,05 0 0,03 0 0,05 0 0,01 0 К2О 0 0 0 0 0 0 0 0 1,05 0,50 1,05 1,20 1,05 1,24 Na2O 10,65 11,48 12,80 9,93 9,78 10,70 10,73 12,24 10,35 9,93 10,85 11,31 11,90 12,80 Молярний вміст, % Li2O К2O Na2O+Li2O+К2O 0 0 10,65 0 0 11,48 0 0 12,80 1,62 0 11,55 3,73 0 13,51 3,50 0 14,20 3,57 0 14,30 2,93 0 15,17 0 1,09 11,44 0 1,62 11,55 0 1,09 11,94 0 1,24 12,55 0 1,08 12,98 0 1,24 14,08 Модуль Юнга (ГПа) 15 108 129 122 112 147 129 109 117 113 123 129 131 125 Встановлено, що якщо замістити частину Na2O на LI 2О або К2О, то ми отримаємо матеріал, який є предметом винаходу, якщо тільки сума процентного молярного вмісту Na2O+Li2O+К2О знаходиться в межах 11,25%-15,48%. Необхідно відмітити, що матеріали з ваговим вмістом Na2O нижче за 6% не були вивчені, тому що вони не представляють інтересу з економічної точки зорі. У практичному плані можна відмітити перевагу по відношенню до матеріалів, що традиційно використовуються. Ця перевага виражається в зниженні сприйнятливості матеріалу до вищербленню кромок і пошкодження кутів, які звичайно зустрічаються при витяганні з прес-форми, після розпилювання або під час проведення операцій з блоком (споруди печей). До того ж матеріали по винаходу мають, загалом, кращий зовнішній вигляд. Підводячи підсумки можна сказати, що достатня кількість окислу натрію, можливо разом з окислом літію або калію, дозволяє зменшити крихкість матеріалу. Б) Зменшення деградації γ воді Важливо знати міру стійкості виробів з b-оксиду алюмінію до вогкості. Дійсно, на практиці встановлено, що коли вони знаходяться в умовах підвищеної вогкості, які зустрічаються при довготривалому зберіганні поза приміщенням, матеріали з b-оксиду алюмінію схильні втрачати свою когезійну міцність і може статися їх деградація аж до повної дезинтеграції виробу. До того ж, під час споруди печі використовують цемент, який також вимагає використання води, випаровування якої може привести до погіршення властивостей цікавлячих нас матеріалів. Для того, щоб з'ясувати деградацію нового складу водою, ми завантажили відібрані зразки (180x180x180мм) у воду при температурі навколишнього середовища, розмістивши їх в ряд. Вивчення механічних властивостей матеріалу було зроблене за допомогою вимірювання модуля Юнга. Ми провели ці випробування для матеріалів, які не є предметом винаходу (з процентним вмістом Na2O приблизно 7%) і для матеріалів по винаходу (із вмістом приблизно 8%) при різному процентному вмісті кремнію. Результати представлені в таблиці 4. Таблиця 4 № 6* 7* 10* 36 37 39 Na2O (%) 6,93 6,95 7,08 8,02 8,05 8,16 SiO2 (%) 0,46 0,80 0,04 0,05 0,78 0,51 Модуль Юнга перед Модуль Юнга після 24 годин Модуль Юнга після 68 годин випробуваннями (ГПа) у воді (ГПа) (процент втрат) у воді (ГПа) (процент втрат) 29 11 (62%) 6 (73,3%) 43 41 (4,6%) 29 (32,6%) 25 22 (12%) 12 (52%) 105 96 (8,6%) 60 (42,8%) 104 102 (1,9%) 94 (9,6%) 128 115 (10,1%) 100 (21,9%) Значне зниження модуля Юнга вказує на те, що вогкість впливає на межі зерен і на само зерно bалюмінію і повинно розглядатися як вияв руйнування матеріалу. Відмічено, що для матеріалів по винаходу були отримані правильні значення модуля Юнга після тривалої гідратації і при будь-якому процентному вмісті кремнію. Це сталося внаслідок високих початкових значень, а також завдяки меншим процентним втратам. Проте відмічено, що при відносно високому вмісті кремнію руйнування матеріалу явно меншає. Отже, збільшення вмісті кремнію дозволяє значно підвищити стійкість блоків до гідратації. В) Зменшення реактивності по відношенню до AZS і кремнієвого зольного пилу При виготовленні надбудов скловарильних пічів, виріб з b-оксиду алюмінію знаходиться звичайно в контакті з виробами типу AZS, тому що в більшості випадків висхідна частина печі складається з виробів типу AZS. З іншого боку, вироби з b-оксиду алюмінію звичайно покриті вогнетривкими матеріалами з кремнію, такими, які складають зведення робочої камери плавильних пічей. Під впливом корозії ці вогнетривкі матеріали можуть дати багаті кремнієм виділення, які можуть увійти в контакт з виробами з bоксиду алюмінію. Промисловий досвід, а також лабораторні випробування показують, що при контактуванні цих різних матеріалів відбувається контакт при високій температурі і відбувається наступна реакція: компоненти з AZS кремнію проникають у виріб з b-оксиду алюмінію і спричиняють локальне руйнування продукту, що супроводжується жовтуватим забарвленням, викликаним проникненням цирконію. Були перевірені різні вироби в атмосфері, що містить натрій, при температурі 1550°С. Випробуваний матеріал виконував роль кришки сурми з ER1711 (матеріал AZS заявника), яка містила сульфат натрію, розплавлений при 1100°С. Весь пристрій знаходився при температурі 1550°С протягом 72 годин. Зразок, відібраний тим же способом, що і всі випробувані матеріали, став потім предметом особливого вивчання. Таким чином, щоб порівняти поведінку одного матеріалу по відношенню до іншого матеріалу, ми порівнювали вміст окислу натрію і кремнію в різних виробах. Насправді, цей аналіз дозволяє дістати оцінку потенційній здатності виробу опору до дифузії цих елементів, починаючи від сурми і закінчуючи матеріалом з b-оксиду алюмінію. Результати представлені в таблиці 5. Таблиця 5 № 1* 26 30 40 51 Na2O до випробув. (%) 6,09 7,45 7,67 8,20 9,92 SiO2 до Na2O після Зміна Na2O (%) випробув. (%) випробув. (%) 7,48 +23 0,02 7,36 -1 0,80 8,17 +6 0,64 7,79 -5 0,10 9,36 -3 0,10 SiO2 після випробув. (%) 0,34 0,80 0,64 0,20 0,22 Збільшення SiO2 (%) 1600 0 0 1,00 120 Отже, вироби по винаходу, незалежно від процентного вмісту кремнію, показують задовільні характеристики в атмосфері, що містять натрій, і менш сприйнятливі до дифузії окислу натрію і кремнію. Зокрема, введення кремнію в матеріал зменшує градієнт концентрації між випробуваним матеріалом і горном AZS і, таким чином, має місце найменше проникнення кремнію. З іншого боку, факт зниження реактивності виробів з b-оксиду алюмінію по відношенню до кремнію може дозволити мати матеріал на основі b-оксиду алюмінію, який значно менш сприйнятливий до кремнієвого зольного пилу. Дійсно, для деяких видів скла може виявитися дуже корисним зниженням вмісту матеріалів AZS поблизу завантажувальних зон на користь матеріалів, що складаються з алюмінію. Ця зміна може сприяти зменшенню кількості дефектів, викликаних корозією виробів AZS в паровій фазі. Г) Збереження властивостей виробів з b-оксиду алюмінію Ми перевірили, що вироби з матеріалу по винаходу зберігають загальновідомі для b-оксида алюмінію властивості: стійкість до теплового удару і механічного навантаження при високій температурі. Для цього ми провели різні види випробувань виробів, виготовлених традиційним способом, а також виробів з матеріалу по винаходу. Для вивчення стійкості виробів до теплового удару ми піддали зразки виробів, призначених для аналізу (25x25x75мм) 25 однаковим термічним циклам: 15хв. в печі при температурі 1200°С, потім 15хв. при температурі навколишнього середовища. Ми також піддали зразки випробуванню на тріщиноутворення в стінці. У цьому випробуванні, велика поверхня зразків (50x50x100мм) проходить один термічний цикл (1 година при 900°С, потім 1 година при 1500°С), в той час, як інші поверхні були виставлені на повітря при температурі навколишнього середовища. Крім термоциклірування гарячої поверхні вироби зазнавали впливу градієнта температур. Термічні умови цього тесту відтворюють ситуацію, в якій знаходяться блоки в надбудові скловарильної печі тому, що в більшості випадків вироби з b-оксида алюмінію використовують в зоні горіння і відповідно зазнають впливу змінних температур на гарячу поверхню при проходженні потоків продуктів горіння, що чергуються, що виходять з печі, і повітря для горіння, що йде з регенераторів. Обидва ці випробування показали схожі поведінки всіх виробів незалежно від вмісту окислу натрію і/або кремнію. Для оцінки стійкості заявленого матеріалу до механічних навантажень при високій температурі ми використали випробування на прогин під навантаженням і на осідання. У сколоварній печі блоки надбудови зазнають механічних навантажень при високих температурах. Іноді, особливо коли блоки зібрані в арки або склепіння, виникають такі високі навантаження, що виникає небезпека текучості матеріалу. Необхідно пересвідчитися, що збільшення вмісту окислу натрію при різному вмісті кремнію не впливає на стійкість до механічних навантажень при високих температурах. Під час випробувань на прогин під навантаженням до зразків виробів (діаметр 50мм, висота 50мм), які вивчаються, приклали зусилля стиснення в 2кг/см2 і зареєстрували температуру осідання матеріалу. Отримані результати представлені в таблиці 6. Таблиця 6 № Na2O (%) SiO2 (%) 43 49* 52 53* 56* 58* 8,89 9,52 9,97 10,00 10,79 13,77 0,54 1,99 0,45 2,00 0,40 0,44 Температура осідання °С >1700 1620 >1700 1600 1630 1600 Ми встановили, що як для виробів з матеріалу по винаходу, також як і для традиційних виробів, температура осідання вище за 1630°С. Зниження температури осідання помітно тільки при вмісту окислу натрію вище за 10%. Отже, ми встановлюємо межу вмісту окислу натрію в 10%. Аналогічно спостерігається зниження температури осідання при вмісту кремнію вище за 1,9% (приклади 49* і 53*). Це змінення пов'язане із збільшенням об'єму силікатних фаз і з цієї причини вироби з матеріалу по винаходу не повинні містити більше за 1,85% кремнію. Для оцінки межі повзучості зразки виробів (діаметр 50мм, висота 50мм), що вивчаються, піддали навантаженню стиснення в 5кг/см2 і виміряли швидкість повзучості матеріалу протягом 100 годин при температурі 1550°С. Температура випробування була вибрана таким чином, щоб відтворити поведінку виробів у виробничих умовах, а механічні умови були набагато жорсткішими, ніж можна чекати: навантаження 5кг/см2 відповідає зведенню з розмахом 5м і кутом 60°. Здійснені випробування не встановили відмінностей між поведінкою нових виробів по відношенню до традиційних виробів. Д) Коментарі відносно процесу поліпшення властивостей виробів з b-оксида алюмінію Кристалографічні і мікроскопічні дослідження з використанням дифракції рентгенівських променів і мікрозонда показують, що додання окислу натрію у вказаних співвідношеннях в матеріали з b-алюмінію має наступні наслідки: зниження пористості, змінення мікроструктури, яка виражена наявністю проміжної фази, яка грає роль цементу між зернами b-оксида алюмінію, підвищення вмісту окислу натрію в зернах b-оксида алюмінію (NaAl11O17) і поява фази bоксида алюмінію, яка дуже багата окислом натрію, званим алюмінатом Na (NaAl7O11). Таблиця 7 показує зміну пористості для різних типів матеріалів з b-алюмінію: Таблиця 7 № 4* 32* 40 Na2O, (%) 6,56 7,87 8,2 SiO2, (%) 0,1 0,73 0,10 Пористість, (%) 20,9 4,5 7,5 Встановлено, що матеріали по винаходу мають найменшу пористість. Очевидно, що зменшення міжгранульної пористості є чинником механічного зміцнення матеріалу, який дозволяє забезпечувати найкращий контакт зерен b-алюмінію один з одним. Дійсно, наявність пористості між зернами b-алюмінію буде сприяти поширенню тріщин вздовж меж зерен під навантаженням. Вплив збільшення вмісту окислу натрію на мікроструктурах виробів з b-оксида алюмінію було вивчено за допомогою мікрозонда і дифракції рентгенівських променів. Зокрема, ми вивчили вплив додання окислу натрію при наявності і у відсутність кремнію. Вимірювання, отримані за допомогою мікрозонда, дозволяють оцінювати середній вміст окислу натрію в зернах b-алюмінію. Це дослідження дозволило нам показати, що додання окислу натрію при наявності або відсутності кремнію збагачує зерна b-оксиду алюмінію окислом натрію в порівнянні з матеріалами, які не є предметом винаходу. У таблиці 8 показано, що коли вміст окислу натрію перевищує 7,25%, з'являється фаза b-оксиду алюмінію, яка більш багата окислом натрію, що може бути встановлена дифракцією рентгенівських променів. Мова йде про фазу, NaAI 7O11. Таблиця 8 показує, що коли вміст окислу натрію збільшується, деяка надмірна кількість окислу натрію сприяє не тільки збагаченню зерен b-алюмінію, як вказано раніше, але і також формуванню проміжної фази. Таблиця 8 № 1* 3* 25 29 40 Na2O (%) 6,09 6,55 7,43 7,57 8,20 SiO2 (%) 0,02 0,72 0,68 0,76 0,10 Проміжна фаза ні Na2O, AI 2O3, SiO2 Na2O, AІ 2O3, SiO Na2O, AІ 2O3, SiO NaAlO2 b’ алюміній ні ні так так так Природа проміжної фази залежить від вмісту кремнію. При наявності кремнію компонент, сформований на периферії зерен b-оксиду алюмінію, буде складаючим кремень-натрієво-алюмінієвим компонентом типу Na2O, AІ 2O3, SiO2. Наявність цього компонента буде збільшувати вміст Na2O у виробі. При відсутності кремнію появляється проміжна фаза типу алюміната натрію NaAlO2. Вміст цього компонента збільшує вміст Na2O у виробі. Наявність цих двох типів проміжних фаз в достатньому співвідношенні може сприяти зміцненню з'єднання зерен один з одним. На закінчення можна сказати, що виконані випробування показують, що нові матеріали зберігають основні властивості виробів з b-оксиду алюмінію, приносячи при цьому відчутні переваги. Необхідно відмітити, що даний винахід спеціально описаний відносно до тих матеріалів, що розплавляються і відливаються в форму, в рівній мірі воно стосується гранульованих, спресованих і непресованих виробів, отриманих за допомогою подрібнення або дроблення або будь-яким іншим способом з вищезазначених матеріалів.