RU2255792C1 - Method of production of filtering articles from silicon dioxide - Google Patents
Method of production of filtering articles from silicon dioxide Download PDFInfo
- Publication number
- RU2255792C1 RU2255792C1 RU2004101031/15A RU2004101031A RU2255792C1 RU 2255792 C1 RU2255792 C1 RU 2255792C1 RU 2004101031/15 A RU2004101031/15 A RU 2004101031/15A RU 2004101031 A RU2004101031 A RU 2004101031A RU 2255792 C1 RU2255792 C1 RU 2255792C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- silicon dioxide
- boron
- fractional
- mixture
- mixed
- Prior art date
Links
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 59
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 title claims abstract description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000001914 filtration Methods 0.000 title description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 18
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims abstract description 18
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims abstract description 16
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 11
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 claims abstract description 4
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 claims abstract description 4
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 6
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 6
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 6
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 claims description 5
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 claims description 5
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 4
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 3
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims description 3
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims description 3
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 claims description 3
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 2
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 claims description 2
- 239000013543 active substance Substances 0.000 claims 1
- 150000002888 oleic acid derivatives Chemical class 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 31
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 10
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 9
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 7
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid group Chemical group C(CCCCCCC\C=C/CCCCCCCC)(=O)O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 3
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 3
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 2
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 2
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 2
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- VLCLHFYFMCKBRP-UHFFFAOYSA-N tricalcium;diborate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]B([O-])[O-].[O-]B([O-])[O-] VLCLHFYFMCKBRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical group [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004111 Potassium silicate Substances 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- IJKVHSBPTUYDLN-UHFFFAOYSA-N dihydroxy(oxo)silane Chemical compound O[Si](O)=O IJKVHSBPTUYDLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007580 dry-mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 1
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 210000003041 ligament Anatomy 0.000 description 1
- GVALZJMUIHGIMD-UHFFFAOYSA-H magnesium phosphate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O GVALZJMUIHGIMD-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 239000004137 magnesium phosphate Substances 0.000 description 1
- 229960002261 magnesium phosphate Drugs 0.000 description 1
- 229910000157 magnesium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000010994 magnesium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N potassium silicate Chemical compound [K+].[K+].[O-][Si]([O-])=O NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 229910052913 potassium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000011112 process operation Methods 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000011856 silicon-based particle Substances 0.000 description 1
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам изготовления фильтров из двуокиси кремния, применяемых в технике получения высокочистых материалов для волоконных световодов.The invention relates to methods for the manufacture of filters of silicon dioxide used in the technique of producing high-purity materials for fiber optical fibers.
Известен способ получения фильтрующего материала из двуокиси кремния, включающий создание частиц кремния однородных размеров при введении паров летучего соединения кремния в пламя кислородно-водородной горелки с одновременным осаждением образующихся частиц на подложку из крупнопористого тугоплавкого материала, спекание при 900-1300°С, причем весь процесс получения фильтрующего материала ведут в течение 5-100 мин (RU 2038841, 09.07.95).A known method of obtaining a filter material from silicon dioxide, including the creation of silicon particles of uniform size by introducing vapors of a volatile silicon compound into the flame of an oxygen-hydrogen burner with simultaneous deposition of the resulting particles on a substrate of coarse-porous refractory material, sintering at 900-1300 ° C, and the whole process receiving filter material is carried out for 5-100 min (RU 2038841, 07/09/95).
Недостатком известного способа является использование токсичных и взрывоопасных компонентов, образование коррелирующих соединений, приводящих на выходе из реактора к быстрому износу вентиляционных систем, а физико-химические процессы чувствительны к изменению объемов и скорости истечения летучих соединений, что приводит к деградации режимов осаждения при изготовлении крупногабаритных изделий различной конфигурации.The disadvantage of this method is the use of toxic and explosive components, the formation of correlating compounds that lead to rapid deterioration of ventilation systems at the outlet of the reactor, and physicochemical processes are sensitive to changes in the volume and expiration of volatile compounds, which leads to the degradation of deposition modes in the manufacture of large-sized products various configuration.
Наиболее близким по техническому решению и целевому назначению - прототипом является способ получения огнеупорных фильтрующих керамических жестких изделий, включающий смешение фракционного огнеупорного наполнителя, связующего и легкоплавкого компонента, содержащего технический борат кальция в количестве 5-16% масс., который смешивают с огнеупорным наполнителем, после чего в смесь вводят связующее и полученную массу перемешивают 5-10 мин с 3-7% масс. тонкодисперсной окиси алюминия, формование, сушку и обжиг. Причем используют технический борат кальция с размером частиц 0,06-0,5 мм, а окись алюминия с размером частиц 0,01-0,5 мм.The closest in technical solution and intended purpose - the prototype is a method for producing refractory filtering ceramic hard products, comprising mixing fractional refractory filler, a binder and a low-melting component containing technical calcium borate in an amount of 5-16% by weight, which is mixed with a refractory filler, after which the binder is introduced into the mixture and the resulting mass is mixed for 5-10 minutes with 3-7% of the mass. fine alumina, molding, drying and firing. Moreover, technical calcium borate with a particle size of 0.06-0.5 mm is used, and aluminum oxide with a particle size of 0.01-0.5 mm.
Кроме того, в качестве связующего используют магний фосфат или алюмофосфат или растворимый силикат натрия или калия (SU 952811, 23.08.82).In addition, magnesium phosphate or aluminophosphate or soluble sodium or potassium silicate are used as a binder (SU 952811, 08.23.82).
Недостатком указанного способа является сложность получения равномерного распределения борсодержащей добавки в объеме фракционированного наполнителя путем сухого смешивания, так как мелкозернистые частицы добавки склонны к коагуляции и не распределяются по поверхности частиц наполнителя, что приводит к приоритетному поглощению пористыми коагулянтами вводимой связки и микролокальным неравномерностям химического состава, определяющим значительное остаточные напряжения при спекании и снижение эксплуатационной прочности. Кроме того, вводимые с добавками различные металлические и галогенные элементы не могут быть использованы в изделиях при получении материалов для волоконных световодов, так они приводят к деградации целевых свойств.The disadvantage of this method is the difficulty of obtaining a uniform distribution of boron-containing additives in the volume of fractionated filler by dry mixing, since the fine-grained particles of the additive are prone to coagulation and are not distributed over the surface of the filler particles, which leads to priority absorption of the introduced binder by porous coagulants and microlocal chemical compositional irregularities that determine significant residual stresses during sintering and a decrease in operational strength. In addition, various metal and halogen elements introduced with additives cannot be used in products for the production of materials for optical fibers, since they lead to degradation of the target properties.
Целью изобретения является повышение механической прочности изделий при сохранении спектральной чистоты материала.The aim of the invention is to increase the mechanical strength of the products while maintaining the spectral purity of the material.
Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления фильтрующих изделий из двуокиси кремния, включающем смешение фракционной двуокиси кремния, добавок, формирующих структуру материала, связующего, формование, сушку и обжиг, согласно изобретению фракционную двуокись кремния смешивают со связующим, содержащим раствор поливинилового спирта (ПВС) в воде, борсодержащую добавку смешивают с поверхностно-активным веществом (ПАВ) из ряда органических жирных кислот, смешивают ее с керамическим связующим, состоящим из золя окиси кремния, полученную смесь дискретно вводят в фракционную окись кремния при постоянном перемешивании, полученную шихту гранулируют, осуществляют формование с наложением вибрационной нагрузки, полученную заготовку высушивают до получения транспортной прочности, обжигают в газовой среде, полученный полуфабрикат подвергают механической обработке, осуществляют регенерацию от продуктов механической обработки, а посадочные поверхности блокируют уплотнительным материалом.The goal is achieved in that in the method of manufacturing filter products from silicon dioxide, comprising mixing fractional silicon dioxide, additives that form the structure of the material of the binder, molding, drying and firing, according to the invention, fractional silicon dioxide is mixed with a binder containing a solution of polyvinyl alcohol (PVA ) in water, a boron-containing additive is mixed with a surfactant from a number of organic fatty acids, mixed with a ceramic binder consisting of silica sol I, the resulting mixture is discretely introduced into the fractional silicon oxide with constant stirring, the resulting mixture is granulated, molding is applied with a vibration load, the resulting preform is dried to obtain transport strength, calcined in a gaseous medium, the resulting semi-finished product is subjected to mechanical processing, and regeneration from mechanical products is carried out and the seating surfaces are blocked by sealing material.
Сущность заявляемого технического решения состоит в комплексе операций и последовательности их реализации, позволяющих достичь цели:The essence of the proposed technical solution consists in a set of operations and the sequence of their implementation, which allows to achieve the goal:
- смешивание фракционной двуокиси кремния с ПВС, растворенным в воде при интенсивном перемешивании, позволяет использовать расклинивающий эффект воды и равномерно распределить ПВС по поверхности частиц наполнителя. Содержание 10-15% масс. ПВС позволяет получить раствор с вязкостью, определяющей оптимальное время смешивания различных объемов в течение 5-10 мин;- mixing fractional silicon dioxide with PVA dissolved in water with vigorous stirring allows you to use the proppant effect of water and evenly distribute PVA on the surface of the filler particles. The content of 10-15% of the mass. PVA allows you to get a solution with a viscosity that determines the optimal mixing time of various volumes for 5-10 minutes;
- интервалы количества временной связки от 8 до 22% масс. сверх 100% влияют на транспортную прочность и процессы сушки заготовок и обоснованы тем, что ниже 8% масс. заготовка деформируется под действием собственного веса, а выше 22% масс. усложняются процессы удаления влаги;- intervals of the number of temporary ligaments from 8 to 22% of the mass. over 100% affect the transport strength and drying processes of the workpieces and are justified by the fact that below 8% of the mass. the workpiece is deformed by its own weight, and above 22% of the mass. moisture removal processes are complicated;
- борсодержащую добавку вводят для исключения процесса кристобализации, связаного с объемными изменениями и уменьшением прочности, а смешивание с поверхностно-активным веществом (ПАВ) из ряда органических жирных кислот в количестве 0,5-1% масс. от веса борсодержащей добавки исключает коагуляцию высокодисперсных частиц за счет поверхностной энергии и приводит к образованию подвижных радикальных связей, обеспечивающих адсорбцию на их поверхности керамического связующего.- a boron-containing additive is introduced to exclude the cristobalization process associated with volume changes and a decrease in strength, and mixing with a surface-active substance (surfactant) from a number of organic fatty acids in an amount of 0.5-1% of the mass. by weight of the boron-containing additive excludes coagulation of finely dispersed particles due to surface energy and leads to the formation of mobile radical bonds that provide adsorption of a ceramic binder on their surface.
Количество вводимых ПАВ определено экспериментально. Кроме того, в качестве борсодержащей добавки может быть использован нитрид бора с удельной поверхностью (S)=15000-1600 см2/г, а в качестве ПАВ олеиновая, стеариновая кислоты или их смеси.The number of surfactants introduced is determined experimentally. In addition, boron nitride with a specific surface area (S) = 15000-1600 cm 2 / g can be used as a boron-containing additive, and oleic, stearic acid or mixtures thereof as a surfactant.
- смешивание борсодержащей добавки, обработанной ПАВ, с керамическим связующим предусматривает ее равномерное распределение, а экспериментально определенное количество составляет 0,5-1,5% от веса двуокиси кремния, образованного из золя;- mixing a boron-containing additive treated with a surfactant with a ceramic binder provides for its uniform distribution, and the experimentally determined amount is 0.5-1.5% by weight of silicon dioxide formed from sol;
- золеобразное керамическое связующее при обжиге дает материал спектральной чистоты, идентичный по химическому составу фракционной окиси кремния, и исключает введение примесей, влияющих на целевые свойства изделия;- ash-like ceramic binder during firing gives a material of spectral purity identical in chemical composition to fractional silicon oxide, and excludes the introduction of impurities that affect the target properties of the product;
- процесс смешивания фракционной двуокиси кремния и смеси золя с борсодержащей добавкой предназначен для получения формовочной шихты с равномерным распределением компонентов, а дискретное введение смеси, например по 15-20% масс. от общего ее содержания, через временные промежутки 5-10 мин интенсифицирует процесс гомогенизации;- the process of mixing fractional silicon dioxide and a mixture of sols with a boron-containing additive is intended to obtain a molding mixture with a uniform distribution of components, and the discrete introduction of the mixture, for example 15-20% of the mass. from its total content, at time intervals of 5-10 minutes intensifies the process of homogenization;
- количественное содержание смеси в фракционной двуокиси кремния от 4 до 9% масс. определяет оптимальные свойства изделий;- the quantitative content of the mixture in fractional silica from 4 to 9% of the mass. determines the optimal properties of products;
- грануляция шихты обеспечивает дополнительную гомогенизацию смеси, а получение различных по фракциям сферообразных частиц способствует текучести при заполнении пресс-формы и более плотной упаковке материала;- granulation of the charge provides additional homogenization of the mixture, and the receipt of spherical particles of different fractions promotes fluidity when filling the mold and denser packaging of the material;
- наложение виброколебаний позволяет получить максимально возможный для данной конгломерированной системы объемный вес засыпки и осуществить процесс прессования при удельных давлениях, не превышающих предел прочности частиц наполнителя, что исключает нерегламентированный размер пор и обеспечивает сохранение расчетного среднегидравлического размера пор по всему объему изделия;- the application of vibration makes it possible to obtain the maximum possible bulk density of the backfill for this conglomerated system and to carry out the pressing process at specific pressures not exceeding the tensile strength of the filler particles, which eliminates the unregulated pore size and ensures the preservation of the calculated average hydraulic pore size over the entire volume of the product;
- достижение транспортной прочности при сушке необходимо для исключения брака изделий в виде различного рода деформаций и разрушения при перемещении заготовок на обжиг и организации садки;- the achievement of transport strength during drying is necessary to exclude marriage of products in the form of various kinds of deformations and destruction when moving workpieces for firing and organizing cages;
- обжиг в газовой среде предназначен для получения заданных физико-механических, структурных характеристик и химического состава материала изделия;- firing in a gaseous medium is intended to obtain the specified physical, mechanical, structural characteristics and chemical composition of the product material;
- механическая обработка позволяет удалить технологические припуски и получить геометрические размеры изделий в допусках, определенных требованиями чертежной документации;- machining allows you to remove technological allowances and obtain the geometric dimensions of the products in the tolerances determined by the requirements of the drawing documentation;
- в результате механической обработки, в особенности больших фронтальных поверхностей с применением охлаждающих эмульсий, в поры попадает значительное количество загрязняющих примесей, которые удаляют регенерирующими компонентами под давлением, не превышающим конструктивной прочности пористого изделия, в результате чего сохраняются все физико-механические химические характеристики исходного материала и заданная проницаемая пористость изделий;- as a result of mechanical treatment, in particular large front surfaces with the use of cooling emulsions, a significant amount of contaminants enter the pores, which are removed by regenerating components under pressure not exceeding the structural strength of the porous product, as a result of which all physical and mechanical chemical characteristics of the starting material are preserved and a given permeable porosity of the products;
- в кварцевых реакторах, где происходит подготовка исходного сырья для волоконных световодов с применением смеси азотной и плавиковой кислоты, фильтры из двуокиси кремния монтируются в контакте с металлоконструкциями, и чтобы избежать коррозии металла, контактные посадочные поверхности блокируют кислотоустойчивыми уплотнительными материалами, например пастой, содержащей фторопласт, что увеличивает ресурсоспособность несущих конструкций.- in quartz reactors, where feedstock is prepared for fiber optic fibers using a mixture of nitric and hydrofluoric acid, silicon dioxide filters are mounted in contact with metal structures, and to prevent metal corrosion, contact seating surfaces are blocked by acid-resistant sealing materials, for example, paste containing fluoroplastic , which increases the serviceability of the supporting structures.
Примеры осуществления.Examples of implementation.
Пример 1.Example 1
1. Предлагаемый способ был использован для изготовления фильтрующего изделия с геометрическими размерами: h=40 мм, D=500 мм.1. The proposed method was used to manufacture a filter product with geometric dimensions: h = 40 mm, D = 500 mm.
2. Фракционный наполнитель, двуокись кремния с размером частиц - 1,6+0,63 мм, с содержанием примесей ≤5×10-3% смешивают с 12,5% раствором ПВС в воде при содержании 15% сверх 100% и получают 115 гр смеси при содержании компонентов, % масс.: SiO2 - 100; ПВС - 1,875; вода - 13,125.2. The fractional filler, silicon dioxide with a particle size of 1.6 + 0.63 mm, with an impurity content of ≤5 × 10 -3 % is mixed with a 12.5% solution of PVA in water at a content of 15% in excess of 100% and 115 gr mixture with the content of components,% mass .: SiO 2 - 100; PVA - 1.875; water - 13.125.
3. Борсодержащую добавку в виде нитрида бора с удельной поверхностью (S) 15000-16000 см2/г увлажняют олеиновой кислотой (ПАВ) в количестве 0,7% масс. и производят смешивание в планетарно-центробежной мельнице, футерованной агатом, в течение 1-2 мин.3. A boron-containing additive in the form of boron nitride with a specific surface area (S) of 15,000-16,000 cm 2 / g is moistened with oleic acid (surfactant) in an amount of 0.7% by weight. and produce mixing in a planetary centrifugal mill lined with agate for 1-2 minutes.
К увлажненному ПАВ нитриду бора добавляют керамическое связующее при содержании компонентов, % масс. на сухой вес:A ceramic binder is added to the moistened surfactant boron nitride at a content of components,% wt. on dry weight:
SiO2 - 99,465SiO 2 - 99,465
BN - 0,5BN - 0.5
ПАВ - 0,035 и компоненты смешивают в течение 3-5 мин.Surfactant - 0.035 and the components are mixed for 3-5 minutes.
4. Полученную смесь в количестве 6% масс. добавляли в фракционную двуокись кремния с ПВС по 20% масс. через 5 мин при постоянном перемешивании.4. The resulting mixture in an amount of 6% of the mass. added to fractional silicon dioxide with PVA at 20% of the mass. after 5 minutes with constant stirring.
5. Полученную шихту содержащую компоненты, % масс:5. The resulting mixture containing components,% mass:
фракционная двуокись кремнияfractional silicon dioxide
(SiO2) 92,6(SiO 2 ) 92.6
Керамическое связующееCeramic binder
(SiO2) 5,53(SiO 2 ) 5.53
Нитрид бора (BN) 0,0278Boron Nitride (BN) 0.0278
Поливиниловый (ПВС)Polyvinyl (PVA)
спирт 1,738alcohol 1,738
олеиновая кислотаoleic acid
(ПАВ) 2×10-3 (Surfactant) 2 × 10 -3
вода, сверх 100% 12,2water, in excess of 100% 12.2
протирают через сито с размером ячейки 4-5 мм.wiped through a sieve with a mesh size of 4-5 mm
6. Шихту взвешивали на платформенных весах из расчета получения изделия h=40 мм, D=500 мм, с учетом пористости готового изделия.6. The mixture was weighed on a platform scale in order to obtain the product h = 40 mm, D = 500 mm, taking into account the porosity of the finished product.
7. После заполнения пресс-формы налагали вибронагрузку в течение 3-5 сек, затем верхним пуансоном производили прессование с удельным давлением 100-150 МПа/см2 , и при постоянном вибрировании процесс вели до посадки пуансона на заданный уровень.7. After filling the mold, a vibration load was applied for 3-5 seconds, then the upper punch was pressed with a specific pressure of 100-150 MPa / cm 2 , and with constant vibration, the process was carried out until the punch was set to a predetermined level.
8. Сушку изделий проводили в электросушилке с вертикальным расположением изделия в деревянной кассете при температуре 70-100°С, в течение времени, необходимого для достижения влажности 0,1-0,2%.8. The products were dried in an electric dryer with a vertical arrangement of the product in a wooden cassette at a temperature of 70-100 ° C, for the time required to achieve a moisture content of 0.1-0.2%.
9. Обжиг изделий проводили в газопламенной печи с изоляцией от факела при температуре 1200-1350°С.9. Products were fired in a gas-flame furnace with flame isolation at a temperature of 1200–1350 ° С.
Спеченные изделия контролировали по весу и размерам для определения плотности. Из одного изделия вырезали образцы (10-12 образцов) для определения состава, физико-механических свойств по стандартным методикам. Характеристики материалов представлены в таблице.Sintered products were controlled by weight and size to determine density. Samples (10-12 samples) were cut from one product to determine the composition, physico-mechanical properties by standard methods. Characteristics of the materials are presented in the table.
10. Заготовки после спекания обрабатывали по посадочным плоскостям на кругло- и плоскошлифовальных станках с использованием алмазных кругов на медной связке марки АС 12 400/312 с крупностью частиц М2 - 01-150, с использованием воднодисперсионного охлаждающего агента.10. The blanks sintering were treated by the seating surfaces on the round-the-surface grinding machine and using diamond wheels on the copper bonded brand AU 12,400 / 312 particle size M 2 - 01-150, using a waterborne cooling agent.
Готовые изделия помещали в уплотнительную кассету и промывали дисциллированной водой под давлением 0,8-0,85 Top в течение 15-20 мин.Finished products were placed in a sealing cassette and rinsed with discarded water at a pressure of 0.8-0.85 Top for 15-20 minutes.
12. После регенерации от продуктов обработки изделия высушивали, на фронтальную поверхность помещали картонный трафарет, а боковую поверхность и незащищенную часть фронтальной поверхности блокировали пастой из растворимого фторопласта. После просушки изделия использовали в кварцевом реакторе для получения спектрально чистой двуокиси кремния при отмывке ее от примесей в смесях азотной и фтористой кислот.12. After regeneration from the processed products, the products were dried, a cardboard stencil was placed on the front surface, and the side surface and the unprotected part of the front surface were blocked with a soluble fluoroplastic paste. After drying, the products were used in a quartz reactor to obtain spectrally pure silicon dioxide by washing it from impurities in mixtures of nitric and fluoric acids.
Пример 2.Example 2
1. При реализации примера 2 были осуществлены все операции по примеру 1 с использованием шихты, содержащей компоненты, % масс:1. When implementing example 2, all operations of example 1 were carried out using a mixture containing components,% of the mass:
ФракционнаяFactional
двуокись кремния (SiO2) 87,3silicon dioxide (SiO 2 ) 87.3
КерамическоеCeramic
связующее (SiO2) 9,0binder (SiO 2 ) 9.0
Нитрид бора (BN) 0,09Boron Nitride (BN) 0.09
Поливиниловый спиртPolyvinyl alcohol
(ПВС) 3,64(PVA) 3.64
Олеиновая кислота 4,35×10-3 Oleic acid 4.35 × 10 -3
(ПАВ)(Surfactant)
Вода, сверх 100% 17,6Water, in excess of 100% 17.6
Пример 3.Example 3
1. При реализации примера 3 были продублированы вся последовательность и параметры операций технологического процесса по примеру с измененным содержанием компонентов в шихте, % масс.1. When implementing example 3, the entire sequence and parameters of the technological process operations were duplicated according to the example with the changed content of components in the charge,% of the mass.
Фракционная двуокисьFractional dioxide
кремния (SiO2) 94,74silicon (SiO 2 ) 94.74
КерамическоеCeramic
связующее (SiO2) 4,0binder (SiO 2 ) 4.0
Нитрид бора (BN) 0,06Boron Nitride (BN) 0.06
Поливиниловый спирт (ПВС) 1,2Polyvinyl alcohol (PVA) 1.2
Олеиновая кислота 6×10-3 Oleic acid 6 × 10 -3
Вода, сверх 100% 6,8Water, in excess of 100% 6.8
Данные таблицы показывают, что предлагаемый способ получения изделий из двуокиси кремния позволяет получать изделия с повышенными эксплуатационными характеристиками, что обеспечивает ресурсоспособность изделия в аппаратах получения исходного продукта для производства волоконной оптики.These tables show that the proposed method for producing products from silicon dioxide allows to obtain products with enhanced performance characteristics, which ensures the serviceability of the product in the apparatus for obtaining the initial product for the production of fiber optics.
Заявляемый способ осуществляется на стандартном промышленном оборудовании, объективно контролируется при изготовлении промышленных партий изделия заданного состава.The inventive method is carried out on standard industrial equipment, objectively controlled in the manufacture of industrial batches of products of a given composition.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004101031/15A RU2255792C1 (en) | 2004-01-20 | 2004-01-20 | Method of production of filtering articles from silicon dioxide |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004101031/15A RU2255792C1 (en) | 2004-01-20 | 2004-01-20 | Method of production of filtering articles from silicon dioxide |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2255792C1 true RU2255792C1 (en) | 2005-07-10 |
Family
ID=35838270
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004101031/15A RU2255792C1 (en) | 2004-01-20 | 2004-01-20 | Method of production of filtering articles from silicon dioxide |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2255792C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102500161A (en) * | 2011-11-10 | 2012-06-20 | 许庆华 | Gravel-shaped attapulgite active carbon ceramsite filter material |
| RU2456056C2 (en) * | 2007-10-08 | 2012-07-20 | Цзинань Шэнцюань Груп Шеа-Холдинг Ко., Лтд. | Ceramic filter with carbon coat, and method of its production |
| RU2521261C1 (en) * | 2012-12-21 | 2014-06-27 | Игорь Феликсович Шлегель | Method for production of ceramics and complex for implementing this method |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2016877C1 (en) * | 1991-04-13 | 1994-07-30 | Институт коллоидной химии и химии воды им.А.В.Думанского АН Украины | Mass for preparing of porous ceramic material |
| RU2036698C1 (en) * | 1993-10-21 | 1995-06-09 | Акционерное общество закрытого типа - Научно-производственный комплекс "Матекс" | Absorbing filtering material and method of its production, method of separation of gases from radioactive substances |
| RU2038844C1 (en) * | 1990-05-04 | 1995-07-09 | Юнион Карбайд Кемикалз Энд Пластикс Текнолоджи Корпорейшн | Catalytic composition for ethylene oxide hydroformylation, method of its preparing and a method of synthesis of 1,3-propanediol and 3-hydroxypropionic aldehyde |
| RU2092466C1 (en) * | 1994-08-16 | 1997-10-10 | Александр Сергеевич Князев | Method of producing building member |
-
2004
- 2004-01-20 RU RU2004101031/15A patent/RU2255792C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2038844C1 (en) * | 1990-05-04 | 1995-07-09 | Юнион Карбайд Кемикалз Энд Пластикс Текнолоджи Корпорейшн | Catalytic composition for ethylene oxide hydroformylation, method of its preparing and a method of synthesis of 1,3-propanediol and 3-hydroxypropionic aldehyde |
| RU2016877C1 (en) * | 1991-04-13 | 1994-07-30 | Институт коллоидной химии и химии воды им.А.В.Думанского АН Украины | Mass for preparing of porous ceramic material |
| RU2036698C1 (en) * | 1993-10-21 | 1995-06-09 | Акционерное общество закрытого типа - Научно-производственный комплекс "Матекс" | Absorbing filtering material and method of its production, method of separation of gases from radioactive substances |
| RU2092466C1 (en) * | 1994-08-16 | 1997-10-10 | Александр Сергеевич Князев | Method of producing building member |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2456056C2 (en) * | 2007-10-08 | 2012-07-20 | Цзинань Шэнцюань Груп Шеа-Холдинг Ко., Лтд. | Ceramic filter with carbon coat, and method of its production |
| CN102500161A (en) * | 2011-11-10 | 2012-06-20 | 许庆华 | Gravel-shaped attapulgite active carbon ceramsite filter material |
| CN102500161B (en) * | 2011-11-10 | 2013-10-16 | 许庆华 | Gravel-shaped attapulgite active carbon ceramsite filter material |
| RU2521261C1 (en) * | 2012-12-21 | 2014-06-27 | Игорь Феликсович Шлегель | Method for production of ceramics and complex for implementing this method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI794149B (en) | Quartz glass grain, opaque formed body and process for preparing the same | |
| KR101996695B1 (en) | METHOD FOR MAKING A DENSE SiC BASED CERAMIC PRODUCT | |
| US7422719B2 (en) | Process for removing oil-based components and forming ceramic bodies | |
| DE112011102304T5 (en) | High purity synthetic silica and components made therefrom such as a semiconductor device | |
| KR20150063147A (en) | Precursors and transport methods for hydrothermal liquid phase sintering (hlps) | |
| KR20130097146A (en) | Production method of ceramic honeycomb structure | |
| RU2255792C1 (en) | Method of production of filtering articles from silicon dioxide | |
| CN108698203B (en) | Method for producing a ceramic molded body | |
| US9353014B2 (en) | Process for sintering silicon carbide | |
| Wei et al. | Preparation and properties of CaO-Al2O3-SiO2-Fe2O3 system foam ceramics from fly ash and steel slag | |
| RU2458023C1 (en) | Method of producing silicon nitride-based sintered articles | |
| KR102048310B1 (en) | Method and Device For Preparing Ceramic Plate Using Gel-Casting Process | |
| RU2300506C1 (en) | Building material and the method of its production | |
| CN105523773A (en) | Method for preparing micro-porous silicon nitride ceramic through gel casting | |
| Zilli et al. | Production and characterisation of ceramic foams from industrial solid waste | |
| KR20190033527A (en) | Low cost transparent spinel manufacturing method | |
| US20220411310A1 (en) | Molded body made of opaque quartz glass and method for producing same | |
| EP1753704B1 (en) | Building product material and method for making it | |
| RU2319678C1 (en) | METHOD OF PRODUCTION OF COMPOSITE MATERIAL Al2O3-Al | |
| JPH0925171A (en) | Granulated powder for forming, its production and silicon nitride sintered body produced by using the same | |
| Vijayan et al. | Fabrication of large alumina foams by pyrolysis of thermo-foamed alumina–sucrose | |
| RU2540674C2 (en) | Method of making articles from silicon nitride | |
| CN118849137B (en) | A core model based on 3D printing and preparation method thereof | |
| JP5053206B2 (en) | Method of forming quartz glass material using mold material | |
| JP3394323B2 (en) | Method for producing high-purity silica glassy foam |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090121 |