×
01.12.2019
219.017.e981

Способ изготовления изделий из стеклокерамики литийалюмосиликатного состава

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к производству крупногабаритных керамических изделий радиотехнического назначения. Технический результат - повышение производительности при кристаллизации исходного литийалюмосиликатного стекла и повышение качества материала. Способ изготовления изделий из стеклокерамики литийалюмосиликатного состава включает измельчение предварительно закристаллизованного литийалюмосиликатного стекла мокрым способом до получения шликера с заданными параметрами, предварительное формование в гипсовых формах заготовок произвольной формы, их повторную переработку в шликер, формование изделий и термообработку. Предварительную кристаллизацию литийалюмосиликатного стекла проводят в емкости из стеклокерамики литийалюмосиликатного состава при скорости подъема температуры 200-300°С/час сначала при температуре зародышеобразования 630-670°С, а затем при температуре кристаллизации 1170-1250°С в течение 6-12 ч, при этом слой стекла в емкости не превышает 200 мм. 5 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к производству крупногабаритных керамических изделий радиотехнического назначения.

Известен способ получения стеклокерамических изделий, по классической стекольной технологии (Макмиллан П.У. Стеклокерамика, М., 1967, с. 108), включающий варку стекла при температурах до 1600÷1650°С в стекловаренной печи, формование заготовок из стекломассы и термообработку, приводящую к кристаллизации по всему объему.

К недостаткам известного способа следует отнести наличие различных неоднородностей (непроваров, пузырей), вызывающих неоднородность свойств материала, что существенно затрудняет использование данного способа для изготовления крупногабаритных стеклокерамических изделий.

Известен способ изготовления изделий из стеклокристаллического материала литийалюмосиликатного состава (Суздальцев Е.И. Синтез высокотермостойких, радиопрозрачных стеклокерамических материалов и разработка технологии изготовления на их основе обтекателей летательных аппаратов. // Диссертация на соискание ученой степени д.т.н. М., РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2002, 430 с.), включающий измельчение аморфного стекла мокрым способом до получения водного шликера, предварительное формование в гипсовых формах заготовок произвольной формы, их повторную переработку в шликер, формование изделий и их термообработку в две стадии: сначала при температуре зародышеобразования 630÷670°С, с выдержкой в течение 5 часов, а затем при верхней температуре кристаллизации и спекания 1230÷1250°С, с выдержкой в течение 4+7 часов в высокотемпературных печах. Подъем температуры при термообработке изделия в высокотемпературной печи осуществляется со скоростью 20÷60°С/час.

К недостаткам этого способа относится длительность процесса термообработки заготовок, полученных по керамической технологии (более 70 часов). В результате чего при серийном производстве стеклокерамических изделий возникает необходимость увеличения парка высокотемпературных печей обжига (с рабочей температурой в пределах 1250°С).

Известен способ изготовления изделий из стеклокристаллического материала (Патент РФ №2363683, 10.08.2009, бюл. №22), включающий измельчение аморфного стекла мокрым способом до получения водного шликера, предварительное формование в гипсовых формах заготовок произвольной формы, их повторную переработку в шликер, формование изделий и их термообработку в две стадии: сначала при температуре зародышеобразования 630÷670°С, с выдержкой в течение 5 часов, а затем при нижней температуре кристаллизации 850÷900°С, с выдержкой в течение 1÷3 часов в низкотемпературных печах, охлаждение изделия в пределах температур от комнатной до 250°С, перемещение изделия в высокотемпературную печь, окончательный обжиг при верхней температуре кристаллизации и спекания 1230÷1250°C с выдержкой в течение 4÷7 часов в высокотемпературных печах. Подъем температуры при термообработке изделия в низкотемпературной печи осуществляется со скоростью 60°С/час, а при термообработке в высокотемпературной печи со скоростью до 500°С/час.

К недостаткам этого способа относится то, что он является многооперационным и требует проведение дополнительной операции перемещения изделий из низкотемпературной печи в высокотемпературную печь, следствием чего является существенное увеличение производственного цикла изделия и увеличивается трудоемкость.

Известен способ изготовления изделий из спеченного стеклокристаллического материала литийалюмосиликатного состава (Патент РФ №2222505, 27.01.2004, бюл. №3), выбранный в качестве прототипа, включающий измельчение предварительно закристаллизованного стекла мокрым способом до получения шликера с плотностью 1,97÷2,05 г/см3, тониной помола с остатком на сите 0,063 мм 9÷15% и рН 7,5÷9,0, предварительное формование в гипсовых формах заготовок произвольной формы, их повторную переработку в шликер, формование изделий и термообработку при температуре 1210÷1250°С в течение 1÷3 часов при скорости подъема и снижения температуры не выше 500°С в час.

Недостатками этого технического решения является то, что кристаллизация стекла проводится в камерных печах периодического действия, предназначенных для обжига изделий, при этом стекло располагается на поду печи. Это, во-первых, не обеспечивает максимальную загрузку печи материалом, и, как следствие, снижает производительность, а, во-вторых, возникает вероятность загрязнение стекла при кристаллизации материалом пода печи, что может негативно сказаться на качестве изделий из керамики радиотехнического назначения.

Задачей настоящего изобретения является повышение производительности при кристаллизации исходного литийалюмосиликатного стекла и повышение качества материала.

Поставленная задача достигается тем, что предложен способ изготовления изделий из стеклокерамики литийалюмосиликатного состава, включающий измельчение предварительно закристаллизованного литийалюмосиликатного стекла мокрым способом до получения шликера с заданными параметрами, предварительное формование в гипсовых формах заготовок произвольной формы, их повторную переработку в шликер, формование изделий и термообработку, отличающийся тем, что предварительную кристаллизацию литийалюмосиликатного стекла проводят в емкости из стеклокерамики литийалюмосиликатного состава при скорости подъема температуры 200-300°С/час сначала при температуре зародышеобразования 630-670°С, а затем при температуре кристаллизации 1170-1250°С в течение 6-12 ч, при этом слой стекла в емкости не превышает 200 мм.

Авторами экспериментально установлено, что использование для загрузки исходного стекла в печь обжига керамических емкостей позволяет в три раза увеличить производительность печей. При этом выполнение керамических емкостей из стеклокерамики на основе литийалюмосиликатного стекла обеспечивает отсутствие загрязнения кристаллизуемого материала посторонними примесями.

Установлено, что слой стекла в керамической емкости не должен превышать 200 мм, так как более толстый слой не обеспечивает полную кристаллизацию материала.

Установлено, что длительность термообработки при температуре кристаллизации не должна быть менее 6 часов, так как при этом не обеспечивается полная кристаллизация обрабатываемого материала и не должна превышать 12 часов, т.к. это приводит к большему расходу электроэнергии и увеличивает длительность режима, при этом качество кристаллизации остается без изменения.

Также установлено, что для обеспечения полноты прохождения процесса кристаллизации скорость подъема температуры не должна превышать 300°С/час, снижение скорости ниже 200°С/час приводит к существенному увеличению времени протекания процесса кристаллизации.

Реализация предложенного способа с использованием стеклокерамики литийалюмосиликатного состава представлена на следующих примерах.

Пример 1.

Партию исходного литийалюмосиликатного стекла загрузили в керамические емкости, изготовленные из стеклокерамики на основе литийалюмосиликатного стекла, и установили одну на другую в камерную печь (размер камеры 900×900×1500 мм) периодического действия. При этом толщина слоя стекла в каждой емкости составила 100 мм. Масса загруженного стекла составила 250 кг.

Кристаллизацию стекла осуществляли в две стадии. Сначала при температуре зародышеобразования 650°С, а затем при температуре кристаллизации 1185°С в течение 8 часов со скоростью подъема температуры 100°С/час. Общая длительность режима кристаллизации (с охлаждением печи) составила 53 часа. Таким образом, производительность печи составила 4,7 кг/час. Проверка закристаллизованного стекла на наличие кристаллических фаз, показала полное соответствие полученного материала требованиям к нему.

Пример 2.

Аналогично примеру 1. Провели загрузку стекла в керамические емкости и кристаллизацию. При этом толщина слоя стекла в керамических емкостях составила 200 мм. Масса загруженного стекла составила 500 кг, а скорость подъема температуры 200°С/час. Длительность режима кристаллизации 10 часов при температуре 1200°С. Общая длительность режима кристаллизации (с охлаждением печи) составила 48 часов. Таким образом, производительность печи составила 10,4 кг/час. Проверка закристаллизованного стекла на наличие кристаллических фаз, показала полное соответствие полученного материала требованиям к нему.

Пример 3.

Аналогично примеру 2. Провели загрузку стекла в керамические емкости в количестве 500 кг. Провели кристаллизацию. Скорость подъема температуры составила 300°С/час. Длительность режима кристаллизации составила 12 часов при температуре 1240°С. Общая длительность режима кристаллизации (с охлаждением печи) составила 38 часов. Таким образом, производительность печи составила 13,2 кг/час. Проверка закристаллизованного стекла на наличие кристаллических фаз, показала полное соответствие полученного материала требованиям к нему.

Пример 4.

Аналогично примеру 2 провели загрузку стекла в керамические емкости в количестве 500 кг и кристаллизацию. Скорость подъема температуры составила 350°С/час, а выдержка при температуре кристаллизации 1185°С в течение 8 часов. Общая длительность режима кристаллизации (с охлаждением печи) составила 35 часов. Таким образом, производительность печи составила 14,2 кг/час. Проверка закристаллизованного стекла на наличие кристаллических фаз, показала наличие большого процента не закристаллизовавшейся стеклофазы, что привело к отбраковке данной партии стекла.

Пример 5.

Аналогично примеру 1 провели загрузку стекла в керамические емкости и кристаллизацию. Скорость подъема температуры составила 250°С/час.

Кроме того увеличили толщину слоя стекла, помещенного в керамическую емкость, до 250 мм. Общая загрузка печи составила 600 кг. Общая длительность режима кристаллизации (с охлаждением печи) составила 43 часа. Таким образом, производительность печи составила 14 кг/час. Проверка закристаллизованного стекла на наличие кристаллических фаз, показала наличие большого процента не закристаллизовавшейся стеклофазы, что привело к отбраковке данной партии стекла.

Из закристаллизованного стекла, полученного согласно примерам 1-4, способом мокрого измельчения, получили водный шликер, из которого методом шликерного литья из водных суспензий в пористые гипсовые формы отформовали партию изделий. После термообработки изделия были проверены на соответствии требованиям по чистоте материала. Брак по загрязнению обнаружен не был.

Из приведенных данных следует, что применение способа по предложенному техническому решению позволяет увеличить производительность и получать качественные изделия из стеклокерамики литийалюмосиликатного состава.

Способ изготовления изделий из стеклокерамики литийалюмосиликатного состава, включающий измельчение предварительно закристаллизованного литийалюмосиликатного стекла мокрым способом до получения шликера с заданными параметрами, предварительное формование в гипсовых формах заготовок произвольной формы, их повторную переработку в шликер, формование изделий и термообработку, отличающийся тем, что предварительную кристаллизацию литийалюмосиликатного стекла проводят в емкости из стеклокерамики литийалюмосиликатного состава при скорости подъема температуры 200-300°С/час сначала при температуре зародышеобразования 630-670°С, а затем при температуре кристаллизации 1170-1250°С в течение 6-12 ч, при этом слой стекла в емкости не превышает 200 мм.
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 136 items.
10.10.2015
№216.013.80e9

Быстроразъемное соединение отсеков корпуса летательного аппарата

Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники, в частности к конструкциям герметичных разъемных соединений отсеков корпуса летательных аппаратов и, в особенности, к конструкциям герметичного соединения обтекателя с отсеком корпуса летательного аппарата. Быстроразъемное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002564598
Дата охранного документа: 10.10.2015
10.10.2015
№216.013.824b

Способ изготовления трехслойной панели из композиционного материала

Изобретение относится к способам изготовления трехслойных панелей из композиционного материала и может быть использовано для получения панелей авиационной и космической техники, например для изготовления корпусных деталей фюзеляжа самолета. При формировании первой обшивки трехслойной панели по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002564952
Дата охранного документа: 10.10.2015
20.10.2015
№216.013.853c

Способ изготовления сотового заполнителя

Изобретение относится к способу изготовления сотового заполнителя из стеклоткани и может быть использовано в ракето-, самолето- и судостроении, строительной, мебельной и упаковочной промышленности при изготовлении трехслойных конструкций сложной кривизны. Способ включает нанесение клеевых полос...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002565711
Дата охранного документа: 20.10.2015
20.12.2015
№216.013.9b89

Способ тепловых испытаний обтекателей ракет из неметаллических материалов

Изобретение относится к технике наземных испытаний элементов летательных аппаратов (ЛА) и может быть использовано для проектирования аэродинамического теплового воздействия на головную часть (обтекатель) ракеты в наземных условиях. Предлагаемый способ воспроизведения аэродинамического нагрева...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002571442
Дата охранного документа: 20.12.2015
27.02.2016
№216.014.bf1e

Способ получения полидисперсного порошка карбида бора

Изобретение относится к производству неорганических соединений, конкретно к карботермическому способу получения полидисперсных порошков карбида бора, предназначенных для получения на их основе абразивных порошков для шлифования и ударопрочной керамики. Способ включает смешивание борной кислоты...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002576041
Дата охранного документа: 27.02.2016
10.05.2016
№216.015.3bbc

Способ теплового нагружения обтекателей ракет из неметаллических материалов

Изобретение относится к технике наземных испытаний элементов летательных аппаратов (ЛА), а именно к способам воспроизведения аэродинамического теплового воздействия на головную часть (обтекатель) ракеты в наземных условиях. Сущность: осуществляют воспроизведение аэродинамического силового и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002583353
Дата охранного документа: 10.05.2016
20.05.2016
№216.015.3f07

Способ контроля узла соединения керамического обтекателя

Изобретение относится к технике наземных испытаний элементов летательных аппаратов (ЛА). Сущность: осуществляют силовое нагружение на сдвиг и измерение деформаций соединения. Силовое нагружение прилагают вдоль оси симметрии обтекателя через пуансон с упругой прокладкой, наружная поверхность...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002584439
Дата охранного документа: 20.05.2016
13.01.2017
№217.015.6b5c

Устройство для измерения толщины стенки детали типа оболочка вращения

Изобретение относится к области машиностроения и приборостроения, а именно к устройствам для измерения толщины стенок пустотелых деталей вида оболочек вращения. Устройство для измерения толщины стенки детали типа оболочка вращения содержит основание с направляющими, на котором размещены...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002592725
Дата охранного документа: 27.07.2016
13.01.2017
№217.015.6c04

Клиновое соединение

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для соединения полых трубчатых деталей и узлов конструкций ракет, эксплуатируемых в условиях воздействия высоких температур и вибраций, и направлено на повышение надежности соединения деталей и снижение трудоемкости...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002592767
Дата охранного документа: 27.07.2016
13.01.2017
№217.015.70c9

Способ получения высокотермостойкого радиопрозрачного материала (изделия) на основе фосфатного связующего и кварцевой ткани

Изобретение относится к области получения высокотермостойких радиопрозрачных материалов. Технический результат изобретения заключается в защите стеклоткани от термодеструкции, обеспечении диэлектрических и прочностных характеристик материала в режимах одностороннего нагрева до 1200°C при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002596619
Дата охранного документа: 10.09.2016
Showing 1-10 of 168 items.
27.01.2013
№216.012.2140

Антенный обтекатель

Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники и может быть использовано при изготовлении антенных обтекателей скоростных ракет из пористой керамики. Технический результат заключается в упрощении конструкции и технологии изготовления антенного обтекателя из пористой керамики....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474013
Дата охранного документа: 27.01.2013
10.02.2013
№216.012.24d6

Антенный обтекатель

Заявленное изобретение относится к области авиационной и ракетной техники и преимущественно может быть использовано при изготовлении антенных обтекателей скоростных ракет из керамики. Техническим результатом настоящего изобретения является улучшение радиотехнических характеристик керамических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474932
Дата охранного документа: 10.02.2013
20.09.2013
№216.012.6acb

Специальный станок с чпу

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в станках с ЧПУ для обработки шлифованием деталей в виде тела вращения с криволинейным профилем из керамических материалов. Станок содержит станину с направляющими, переднюю бабку для установки обрабатываемой детали,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492990
Дата охранного документа: 20.09.2013
27.09.2013
№216.012.70b5

Антенный обтекатель

Изобретение относится к области создания конструкций антенных обтекателей высокоскоростных ракет с оболочками из жаростойких керамических материалов. Технический результат - обеспечение работоспособности антенного обтекателя для условий одновременного удовлетворения воздействию превалирующих...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494504
Дата охранного документа: 27.09.2013
27.11.2013
№216.012.8649

Антенный обтекатель

Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники и может использоваться преимущественно в конструкциях высокоскоростных ракет различных классов. Технический результат - увеличение длительности эксплуатационного режима за счет сохранения прочности соединения металл-керамика при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500055
Дата охранного документа: 27.11.2013
10.12.2013
№216.012.89f8

Способ определения коэффициента теплопроводности частично прозрачных материалов

Изобретение относится к области термометрии и может быть использовано для определения коэффициента теплопроводности частично прозрачных керамических и стеклообразных материалов с учетом их прозрачности. Способ включает нестационарный нагрев поверхности образца в виде пластины радиационными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501002
Дата охранного документа: 10.12.2013
10.03.2014
№216.012.a959

Способ получения кварцевой керамики с повышенной излучательной способностью

Изобретение относится к производству керамических изделий радиотехнического назначения, работающих в условиях воздействия высокотемпературных газовых потоков. Техническим результатом изобретения является снижение водопоглощения и повышение прочности и коэффициента черноты изделий. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509068
Дата охранного документа: 10.03.2014
20.04.2014
№216.012.b8f0

Способ получения высокоплотного водного шликера на основе кварцевого стекла

Изобретение относится к керамической промышленности и может быть использовано при изготовлении изделий из кварцевой керамики методом водного шликерного литья в пористые формы. Предложен способ получения высокоплотного водного шликера на основе кварцевого стекла путем его помола в шаровой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513072
Дата охранного документа: 20.04.2014
20.04.2014
№216.012.ba2d

Способ изготовления антенного обтекателя из стеклокерамики литийалюмосиликатного состава

Изобретение относится к производству керамических изделий радиотехнического назначения типа керамической оболочки головного антенного обтекателя скоростных зенитных и авиационных ракет. Техническим результатом изобретения является упрощение технологии изготовления и снижение температуры...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513389
Дата охранного документа: 20.04.2014
20.05.2014
№216.012.c33a

Способ изготовления изделий из кварцевой керамики

Изобретение относится к производству керамических изделий радиотехнического назначения из кварцевой керамики. Технический результат изобретения - повышение прочности и снижение пористости изделий из кварцевой керамики при сохранении других характеристик на высоком уровне. Предложен способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515737
Дата охранного документа: 20.05.2014
+ добавить свой РИД