Пивинский Ю.Е., Ромашин А.Г. - Кварцевая керамика (1049256), страница 30
Текст из файла (страница 30)
Температура обжига 1850'С с выдержкой ЗО мин. Отмечается, что хорошие результаты дает спекание изделий в атмосфере водорода или в атмосфере, содержащей пары соединений бора. Однако выяснено, что введение добавок ВзОз хотя и позволяет несколько интенсифицировать процесс спекапня и новы)шает температуру начала кристаллизации, но. как правило, не может быть рекомендовано по ряду причин. К ним относятся: склонность В000 к улетучнванию и неравномерному распределению в объеме образцов; ухудшение термомеханических свойств, повышение КТР материала. При этом добавки ВзО, вводились в количестве от 1 до 50)со или в виде соответствующих соединений в суспензию или в виде окислов в кварцевую шихту при плавке.
Добавки А100з, вводимые с целью подавления кристаллизации в количестве 1,2 и 50й как в виде раствора квасцов в суспензию, так и в шихту при плавке, не дали положительных результатов. Кварцевая пенокерамика по сравнению с плотной обладает более выраженной крнсталлизацнонной способностью, так как расстекловывание кварцевого стекла начинается с поверхности. В работе 1!741 изучалось влияние отдельных окислов на кристаллизацию кварцевого пеностекла.
Добавка вводилась в количестве Зоб), Изчалось влияние добавок следующих окислов: 1-10, Мд5, СаО, ВаО, ЕпО, Вгз00, А1000 Зез00, Оа000, У000, 1паОз, ~азОз, 1аЫзОз, 05000, ЗшзОз, У))0Омз, Н1Омз ЕгОь Т1О0, Таз00, Р000, ЧзОз, ')ЧОз. Полученные результаты представлены в виде диаграммы на рис. 85. По осн ординат на диаграмме отложено время, необходимое для полной кристаллизации пе' Пат. (США1, 1)уа з97Э278, 19б1; «77 ~-10 170 а п и 1600'.С, а на оси абсцис — заряд катиона нокварца при ., а н (!б мин), необходидобавки. Пунктиром нанесено время (!б мин), обавки.
мое для полной кристаллизации материала без д Как следует з К из рис. 85, все трехвалентные катионы тор- бо а в о есс кристаллизации, причем катионы ора в ов ченаибольшей степени. Тормозящее действие окислов тырехвалентн е тных катионов менее заметно. Окислы одно- обст- ентных элементов преимущественно спос ти двухвалент шестивалентных вуют кристаллизации, окислы пяти- и шести катионов оказывают не- 77~ 1 В значительное влияние на кристаллизацию.
Отмечается, что, так й00 как процесс кристалли- зации кварцевого пе- 700 Ва ностекла протекает как Рг хпмх бы в «объеме» за счет развитой поверхности, 0 Вт Се хотя и начинается с Ва [ьа поверхности пор, полу- 140 Ьь ну чековые данные более 100 ВЕ 41 ае надежны, чем данные по кристаллизации Му Са 71 та массивного кварцевого Ва гРР~ЛЬ Из стекла. ьс -яйр Полученные в ра- г з 4 5 0 боте [! 741 данные по дааяд катиана замедлению кристаллизации кварцевогопеРзм. 55.
Влияние иобавок окислов разливной валентности иа время пол- НОСТЕКЛа За СЧЕТ ВВЕного неносгекла при температура 15СЛГС вок представляют существенный интерес н при получении кварцевой, керамики. ~Но исследования в данной области, по всей видимости, не проводились.
Исходя из изложенных данных автором предлагается обобщенная диаграмма полиморфных превращений при спеканип кварцевой керамики (рис. 86). При этом сохранен привычный условный характер диаграммы, при котором ордината Р носит лишь качественный характер. На диаграмме сплошной линией показано поведение кварцевой керамики, не кристаллизующейся при спекаиии, а пунктирной — керамики, склонной к кристаллизации, Как следует из диаграммы, в керамике втовогп ви- да в интервале температур спекания образуется высокотемпературный аекристобалит, который обладает пониженной температурой перехода (вплоть до !50'С) в низкотемпературный б-кристобалит, В керамике же первого вида полиморфные превращения не протекают во всем интервале указанных температур.
Принадлежность керамики по своей кристаллнзованной способности к одному из типов, показанному на диаграмме, определяется це- 1150-1700 Ц50-Е;С Рис. 55. схем* преарапкмгмй аморймсого кремнезема 1ква стекло нла скнтетиееокий 5НО,1 п керамики к * при получении квариевой лым рядом рассмотренных факторов; типом исходного тоянии сырьевого материала, его чистотой как в исходном сосак , так и на стадии технологических опе р ктеристикой полуфабриката (пористость, диспепгность), условия спекання, требуемой конеч о г- ной плотью материала и другими показателями. Влияние основных факторов на спекание Оси сновными факторами, определяю нми щ и скорость я кварцевой керамики, являются: вид и чистота исходного сырьевого материала, плотность, дисперсность, технология получения полуфабриката, к ристаллн ц пиная способность, среда и режим спекання [12, !6, 18,!9, 20, 37, 38, 48, 51), 171 74 72 й в е но ш )П а г() 4() 3() Ва )22 т; мин о ПП() та )г()О та тлаа 1888 е,с пм )зз ай) т, с (), )П гл ЗП 8() „2 гмин Рнс.
89. Зависимость нстгшнай (1) н кажущейся Р) порястостн ьварцевой керамики от продолжительно. сти спекания нри )400'С (7% !73 В режиме спекания существенную роль играет онечная температура и продолжительность выдержки, скорость подъема температуры, Прн изучении спекания кварцевой керамики было установлено !51], что существенное уплотнение материала отчетливо проявляется уже во время его нагрева до конечной температуры. ~На рнс, 87 показана кинетика изотермического спекання (П) образцов двух партий кварцевой керамикч прн теарпературе 1300'С.
На этом же рисунке показана и кипетика нензотермнческого спекания (1) в процессе Рис. 87. Кинетика ггентотерн~иееского (1) и изотермняе. ского (11) спекаиия кварцевой кераники иа осеоаз шлл. керных отливок: 1 — средиеднсперсиык, Псж — (2е',; 2' — тоахсди пер ныт сш . П„,— )3% подъема температуры, осуществляемого со скоростью 300'С/ч от 11100 до 130(У(С. Прн температуре ниже 1:100'С спекание практически отсутствует. Резкое уплотнение материала на~блюдается в процессе подъема температуры от !200 до 1300'С. Относительная доля спекання на нензотермнческом участке для материала, соответствующего кривой /, составляет 0,33, для 2 — 0,59. Таким образом, вклад доли нензотермнческого спека.
ння в общий процесс спвкання весьма значительный, При постоянной скорости подъема температуры он тем больше, чем выше температура изотермического спека- ния. Образцам с более тонким зерновым составом п и о дном н том же режиме спеканпя соответствует большее Р значение относительной доли нензотермнчеокого спекання. При одинаковом же зерновом составе образцы с большей исходной порнстостью имеют менышую ее долю по сравнению с более плотными. Зависимость пористости кварцевой керамики от температуры спекания (выдержка ! ч) при постоянной скорости подъема температуры (300'С/ч) для шликерных отливок четырех партий по !511 показана на рис.
88. Высокоплотные шликерные отливки с различным зерновым составом уже при температуре 1250 — !270оС спекаются до пористости менее 4% (кривые 3, 4). В то же время Рис. 88. Зависимость истинной порнстостн кварцевой керемккн от температуры спекаяия (выдержка 1 е) для шлккерных отливок с раелиьиыми хлракгернстнкамиг 1 — крупиодисперсная; П вЂ” 28%; 2— тОНКОДИСПЕРОНаа, П л — 2)%1 3 — СРЕДНЕ- дислерсмаЯ; П тл — )3%; 4 — гоикоднспжкжли Пот $ )2% материал на основе более пористых отливок прн этих /,г. температурах обладает пористостью 7 и !80/ (кривые 0 , 2).
Заметное спекание кварцевой керамики отмечает120— ся при температурах выше ! 150оС и интенсивное — выше 0 — 1250'С. Заметное же упрочненне кварцевой керамики (в два-три раза по сравнению с прочностью отливок) отмечается уже после термообработки при 600— 750 000 -- 450 чг и о00 цз 150 1150 15 10 0 ггао )гбо )воо 1550 1150 )гоо мбо поо 1550 дг Ри . 99. Заьи.имость прочности при изгибе (а) и пористосгн (б) кварцевой кврамии от темпсрагуры обжига (выдержка ) ч) дня обоазцов, получекнык из пестабикнзированной (1) к нз стабадизированиой срцкиедисперсяой суопснзии рс — — ),9) гуама (1) мики.
Обусловлено это тем, что в указанном интервале при продолжительных (со скоростью 50 — !ОО'С/ч) временах подъема температуры увеличивается склонность материала к кристаллизации, ) 74 Как следует из сравнения данных, представленных на рис. 83, 87, спекание материала из высокоплотных отливок (кривые 3, 4) заканчивается до начала его кристаллизации, в то время как для спекання более пористых отливок (кривая 1) требуется температура, превышающая таковую для начала кристаллизации с выдержкой 1 ч. Образцы, полученные из пористых крупнозернистых отливок (крнвая 1), обожженные.прн 1350'С, обладали повышенным по сравнению с кварцевым стеклом КТР. С повышением температуры спекания до !400'С продолжительность спекания резко уменьшается. Последнее показано на рнс.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
