RU2036184C1 - Износостойкий стеклокерамический материал - Google Patents
Износостойкий стеклокерамический материал Download PDFInfo
- Publication number
- RU2036184C1 RU2036184C1 SU4938424A RU2036184C1 RU 2036184 C1 RU2036184 C1 RU 2036184C1 SU 4938424 A SU4938424 A SU 4938424A RU 2036184 C1 RU2036184 C1 RU 2036184C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- glass
- ceramic material
- prepared
- cao
- sio
- Prior art date
Links
- 239000006112 glass ceramic composition Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 22
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 abstract description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 8
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 abstract description 4
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 abstract description 2
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 abstract description 2
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 abstract description 2
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 abstract 3
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 abstract 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 abstract 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 11
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 229910000272 alkali metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001597 celsian Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
Использование: в производстве стеклокерамических материалов, используемых в качестве конструкционных в химической, легкой и радиоэлектронной отраслях промышленности. Сущность изобретения: стеклокерамический материал содержит Al2O3 и стекло в соотношении, равном (75-85): (25-1 5). При этом стекло содержит, мас.%: SiO2 38,13-45,6, TiO2 11,55-17,75, Al2O3 16,53-19,24, CaO 2,12-3,64, BaO 18,52-22,2, B2O3 1,36-3,98. Порошки Al2O3 и стекла тщательно перемешивают и формуют изделия методом термопластического прессования, добавляя 0,5 мас.% олеиновой кислоты и 16,5 мас.% парафина. Парафин выжигают при медленном подъеме температуры до 860-880°С, а затем полученные полуфабрикаты спекают при 1475-1500°С в течение 50 мин. Полученный материал имеет износостойкость (2,99-4,7)·10-3 мм, микротвердость 10100-10250 МПа, удельное объемное сопративление (3,0-3,5)·108 Ом см. 1 табл.
Description
Изобретение относится к составам стеклокерамических материалов, используемых в качестве конструкционных в химической, легкой и радиоэлектронной отраслях промышленности.
Известен стеклокерамический материал, состоящий из смеси 50-65 мас. порошка стекла, содержащего, мас. CaO 10,0-55,0, SiO2 45,0-70,0, Al2O3 0,0-30,0, добавки до 10,0 и 50-35 мас. порошка Al2O3 [1]
Недостатком этого материала является низкие износостойкость (глубина лунки, образующейся при взаимодействии вращающегося диска с закрепленным неподвижно образцом при прижимающем усилии 50 Н и времени истирания 15 мин, 16,87˙10-3 мм) и микротвердость (9400 МПа).
Недостатком этого материала является низкие износостойкость (глубина лунки, образующейся при взаимодействии вращающегося диска с закрепленным неподвижно образцом при прижимающем усилии 50 Н и времени истирания 15 мин, 16,87˙10-3 мм) и микротвердость (9400 МПа).
Известен также стеклокерамический материал, состоящий из смеси 40-50 мас. порошкового незакристаллизованного стекла, содержащего, мас. SiO2 50,0-60,0, Al2O3 4,5-15,0, CaO 21,1-27,3, MgO 0,6-16,7, B2O3 8,2-16,7, Na2O + K2O 0,1-1,8; и 50-60 мас. порошка Al2O3 [2]
Этот материал обладает недостаточными износостойкостью (глубина лунки 10,08˙10-3 мм) и микротвердостью (9600 МПа).
Этот материал обладает недостаточными износостойкостью (глубина лунки 10,08˙10-3 мм) и микротвердостью (9600 МПа).
Наиболее близким к предлагаемому является состав для получения высокоглиноземистой керамики, содержащий 75-97 мас. оксида алюминия и 3-25 мас. стеклоферрита состава, мас. SiO2 30-50, Al2O3 5-20, TiO2 1-15, оксиды ЩЗЭ 14-26, ZnO 1-10, PbO 1-10 [3]
Такая шихта характеризуется относительно высокой температурой спекания и значительной вязкостью стеклофазы.
Такая шихта характеризуется относительно высокой температурой спекания и значительной вязкостью стеклофазы.
Целью изобретения является снижение температуры спекания и повышение износостойкости и микротвердости.
Цель достигается тем, что износостойкий стеклокерамический материал, включающий Al2O3 и стекло, содержащее Si2O3, Al2O3, TiO2, ЩЗЭ, содержит Al2O3 и стекло в соотношении Al2O3:стекло, равном (75-85):(25-15), а стекло содержит в качестве ЩЗЭ СаO, BaO и дополнительно В2O3 при следующем соотношении компонентов, мас. SiO2 38,13-45,6, TiO2 11,55-17,75, Al2O3 16,53-19,24, CaO 2,12-3,64, BaO 18,52-22,2, B2O3 1,36-3,98.
Известно использование стекла состава, мас. SiO2 38,13-45,6, TiO2 11,55-17,75, Al2O3 16,53-19,24, CaO 2,12-3,64, BaO 18,52-22,2, B2O3 1,36-3,97, для получения стеклокерамического материала с расширенным температурным интервалом кристаллизации и спекания и повышенной стабильностью диэлектрических свойств при 100-200оС [3]
Использование этого стекла в композиции с Al2O3 в стеклокерамическом материале с целью повышения износостойкости и микротвердости известно и предлагается впервые.
Использование этого стекла в композиции с Al2O3 в стеклокерамическом материале с целью повышения износостойкости и микротвердости известно и предлагается впервые.
В процессе термообработки предлагаемого материала происходят сложные физико-химические процессы, связанные с кристаллизацией стекла и взаимодействием стеклофазы с Al2O3, в результате чего стеклокерамический материал представлен следующими кристаллическими фазами: α-корундом, β -цельзианом, муллитом и рутилом наряду с небольшим количеством остаточной стекловидной фазы, обогащенной SiO2 и Al2O3. В результате подобного сочетания фаз синтезированный стеклокерамический материал обеспечивает повышение износостойкости и микротвердости по сравнению с прототипом. Кроме того, повышение износостойкости и микротвердости достигается за счет увеличения количества Al2O3 до 75-85% и отсутствия в составе вводимого стекла оксидов щелочных металлов.
Изобретение поясняется конкретными примерами.
П р и м е р 1. Берут 75 мас. порошка Al2O3 (размер зерен 2 мкм) и 25 мас. порошка стекла состава, мас. SiO2 38,13, TiO2 17,75, Al2O3 18,77, CaO 2,85, BaO 18,52, B2O3 3,98, с удельной поверхностью 6000-6500 см2/г. Порошки тщательно перемешивают и формуют изделия методом термопластического прессования, добавляя 0,5 мас. олеиновой кислоты в качестве поверхностно-активного вещества и 16,5 мас. парафина в качестве пластификатора. После этого осуществляют выжигание парафина при медленном подъеме температуры до 860-880оС, а затем спекание при 1475-1550оС. При необходимости изделия шлифуют и полируют.
Примеры 2-5 выполняют аналогично, но они отличаются соотношением компонентов и составом стекла и приведены в таблице.
Из таблицы видно, что применение предлагаемого стеклокерамического материала позволяет увеличить износостойкость более чем в 3 раза и микротвердость на 7% по сравнению с прототипом и тем самым увеличить срок эксплуатации деталей, выполненных из этого материала.
Claims (1)
- ИЗНОСОСТОЙКИЙ СТЕКЛОКЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ, включающий Al2O3 и стекло, содержащее SiO2, Al2O3, TiO2, щелочноземельный элемент, отличающийся тем, что, с целью снижения температуры спекания, повышения износостойкости и микротвердости, он содержит Al2O3 и стекло в соотношении Al2O3 стекло (75 85) (25 15), а стекло содержит в качестве щелочноземельного элемента CaO и BaO и дополнительно B2O3 при следующем соотношении компонентов, мас.SiO2 38,13 45,6
Al2O3 16,53 19,24
TiO2 11,55 17,75
CaO 2,12 3,64
BaO 18,52 22,2
B2O3 1,36 3,98
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4938424 RU2036184C1 (ru) | 1991-05-22 | 1991-05-22 | Износостойкий стеклокерамический материал |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4938424 RU2036184C1 (ru) | 1991-05-22 | 1991-05-22 | Износостойкий стеклокерамический материал |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2036184C1 true RU2036184C1 (ru) | 1995-05-27 |
Family
ID=21575645
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU4938424 RU2036184C1 (ru) | 1991-05-22 | 1991-05-22 | Износостойкий стеклокерамический материал |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2036184C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2297397C2 (ru) * | 2001-08-02 | 2007-04-20 | 3М Инновейтив Пропертиз Компани | Стеклокерамика |
| RU2415006C1 (ru) * | 2006-12-19 | 2011-03-27 | Сэнт-Гобэн Керамикс Энд Пластикс, Инк. | Абразив высокотемпературного связывания (варианты) и способ его получения |
| RU2712840C1 (ru) * | 2018-10-03 | 2020-01-31 | Евгений Иванович Челноков | Низкотемпературный стеклокерамический материал и способ его изготовления |
-
1991
- 1991-05-22 RU SU4938424 patent/RU2036184C1/ru active
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 1. Заявка ЕПВ N 0163155, кл. C 03C 10/06. * |
| 2. Заявка ЕПВ N 0219807, кл. C 04B 35/10. * |
| 3. Патент США N 3801337, кл. C 04B 33/26, опублик. 1974. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2297397C2 (ru) * | 2001-08-02 | 2007-04-20 | 3М Инновейтив Пропертиз Компани | Стеклокерамика |
| RU2415006C1 (ru) * | 2006-12-19 | 2011-03-27 | Сэнт-Гобэн Керамикс Энд Пластикс, Инк. | Абразив высокотемпературного связывания (варианты) и способ его получения |
| RU2712840C1 (ru) * | 2018-10-03 | 2020-01-31 | Евгений Иванович Челноков | Низкотемпературный стеклокерамический материал и способ его изготовления |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0785175B1 (en) | Synthetic clay for ceramics and process for preparing the same | |
| US4268311A (en) | High strength cordierite ceramic | |
| WO2004094338A1 (ja) | 誘電体形成用無鉛ガラス、誘電体形成用ガラスセラミックス組成物、誘電体および積層誘電体製造方法 | |
| US4101330A (en) | Leucite-containing porcelains and method of making same | |
| EP0464757A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines silikatisch gebundenen Werkstoffs | |
| US5641440A (en) | Sintering aids for producing BaO.Al2 O3.2SiO2 and SrO.Al.sub. O3.2SiO2 ceramic materials | |
| RU2036184C1 (ru) | Износостойкий стеклокерамический материал | |
| US5538925A (en) | Si3 N4 reinforced monoclinic BaO.Al2 O3 2S2 and SrO.Al2 O3.2SiO2 ceramic composites | |
| US5362687A (en) | Lead-free frit glaze | |
| US2576379A (en) | Ceramic dielectrics comprising essentially titania | |
| US5286269A (en) | Production of composite glass powder of any desired particle size from a particulate multicomponent mixture | |
| US2069903A (en) | Insulating material having a high dielectric constant and a process of producing same | |
| JP2010132540A (ja) | 低温焼成用低誘電率セラミック誘電体組成物及び低誘電率セラミック誘電体 | |
| EP0600378B1 (de) | Porzellan, Porzellanversatz sowie Verfahren zur Herstellung des Porzellans | |
| DE2554969A1 (de) | Glasierbare, nichtporoese keramische sinterkoerper hoher mechanischer festigkeit mit steatitanalogen elektrischen isolationseigenschaften | |
| US2278867A (en) | Lead-free glaze of low maturing temperature for use in decorating ceramic ware | |
| JPH07237958A (ja) | 高強度陶磁器及びその製造方法 | |
| US2303964A (en) | Porous ceramic insulating material | |
| JP2023049464A (ja) | 陶器素地材料 | |
| KR102076228B1 (ko) | 곱돌 분말을 포함하는 백자 소지 조성물 및 이의 제조방법 | |
| JPS6351992B2 (ru) | ||
| JP3226056B2 (ja) | 低誘電率高強度ガラスセラミックス組成物 | |
| JPS6055464B2 (ja) | 自己施釉磁器 | |
| RU2128153C1 (ru) | Шихта для получения стеклокерамического материала | |
| JPH11116276A (ja) | プラズマディスプレーパネル用誘電体形成材料 |