Муллитовая и муллито-корундовая керамика

Основной кристаллической фазой муллитовой и муллито-корундовой керамики являются муллит ЗА1₂О₃ּ2SiO₂ и корунд α-А1₂О₃. Эти керамические материалы называют высокоглиноземистой керамикой. Добавочное количество оксида алюминия вводят обычно с глиноземом или электрокорундом. Таким образом, высокоглиноземистая керамика включает составы с содержанием А1₂О₃ от 45 до 100%.

Диаграмма состояния системы А1₂О₃ - SiO₂ представлена на рис.3.

Рис.3. Диаграмма состояния системы SiO₂-Al₂O₃

В зависимости от химического и фазового состава высокоглиноземистую керамику подразделяют на три группы:

1. Муллито-кремнеземистaя (45–70% Аl₂O₃).

2. Муллито-корундовая (70–95% А1₂0₃).

3. Корундовая (95–100% А1₂О₃).

Керамика, содержащая менее 70% А1₂О₃, имеет только одну кристаллическую фазу – муллит, а количество стекловидной фазы может достигать 40–50%. При повышении содержания А1₂О₃ до 77–78% количество муллита возрастает, а количество стекловидной фазы в массе без плавней сводится к минимуму. Керамика, содержащая 70–95% Al₂O₃, имеет переменное количество муллита и корунда. В третьем типе высокоглиноземистой керамики присутствует только корунд.

В технологии высокоглиноземистой керамики в качестве сырья используются минералы андалузит, кианит, каолин и добавки технического глинозема и электрокорунда.

Высокоглиноземистую керамику муллито-кремнеземистого состава можно получить из природного сырья без обогащения его окисью алюминия. Для получения керамики муллитового и муллито-корундового состава требуется синтез муллита путем предварительного получения муллита в виде брикета, спека.

Муллитовая и муллито-корундовая керамика содержит муллит, образующийся в результате превращений каолинита или других глинистых минералов при температуре около 1200°С – первичный муллит. Этот муллит составляет основную массу керамики. Муллит, образовавшийся в результате взаимодействия вводимого Al₂O₃ с выделившимся при нагреве кремнеземом, называют вторичным. В обожженном изделии различить эти виды муллита невозможно.

Вторичный муллит образуется при 1300–1600°С. Спекание синтезированного из глин и глинозема муллита начинается после завершения реакции муллитообразования, при этом наблюдается появление кристаллов муллита, затем их рост и уплотнение спекаемого брикета. Одновременно идет образование жидкой фазы за счет взаимодействия легкоплавких компонентов или эвтектик. В смесь можно вводить некоторые добавки, способствующие образованию стекловидной фазы (ВаО,МgО,СаО).

Спеченный муллит подвергается помолу в шаровых мельницах, после чего следуют операции формования изделий: пластическое формование, горячее литье под давлением, прессование.

Далее следует спекание отформованных изделий при температуре 1350–1450°С. Для снижения температуры спекания массы обычно вводят добавки в виде мрамора, доломита, магнезита, талька, углекислого бария и других веществ.

При получении муллито-корундовой керамики в шихту обязательно вводят 10–15% предварительно обожженного глинозема, проводят мокрый помол, затем формование и спекание.

Механические свойства спеченнойвысокоглиноземистой керамики возрастают по мере увеличения содержания оксида алюминия и увеличения в керамике кристаллических фаз. Предел прочности при изгибе муллито-корундовой керамики составляет в среднем 200МПа, модуль упругости – 25ГПа.

Диэлектрическая проницаемость в высокоглиноземистых материалах обусловливается электронными и обратимыми ионными смещениями как в кристаллической, так и в стекловидной составляющей. С возрастанием количества кристаллических фаз диэлектрическая проницаемость возрастает. Диэлектрическая проницаемость муллито-кремнеземистых масс 5,5–6,5, муллито-корундовых 6,5–9, чистого корунда 10,5–12. С повышением температуры диэлектрическая проницаемость возрастает незначительно. Удельное объемное сопротивление высокоглиноземистой керамики зависит от фазового состава материала, особенно количества и состава стекловидной составляющей. Оно возрастает с увеличением содержания А1₂О₃ и повышением температуры. Основным источником диэлектрических потерь в высокоглиноземистых керамических материалах является стекловидная фаза. На диэлектрические потери очень заметно влияет структура и пористость материала. Величина пробивной напряженности у высокоглиноземистой керамики находится в пределах 30–35кВт/мм. На величину пробивного напряжения влияют структура керамики и наличие примесей.

Высокоглиноземистая керамика находит применение в вакуумной технике, в качестве изоляторов запальных свечей двигателей внутреннего сгорания, для изготовления различных деталей электро- и радиоаппаратуры.

Дата добавления: 2015-07-26; просмотров: 715; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!