Кварцевая керамика - Пивинский Ю.Е.
Скачать (прямая ссылка):
Максимальное внимание в книге уделено вопросам, связанным с технологией литья кварцевой керамики из водных суспензий (шликеров). В особенности это касается методов получения и стабилизации,' реологических свойств, седиментационной устойчивости суспензий и плотности упаковки твердой фазы в отливках. Нам представляется, что указанная особенность в данном случае является, оправданной, так как только в результате глубокого изучения и разработки технологии литья стало возможным получать плотные (в том числе крупногабаритные и сложные по форме) изделия из данного материала с улучшенными свойствами. Кроме того, некоторые технологические и теоретические вопросы, рассмотренные -применительно к-получению кварцевой керамики, могут оказаться полезными при разработке и совершенствовании процессов шликерного литья других керамических материалов.
Будучи первой попыткой (как в отечественной, так и зарубежной литературе) обобщения данных в области кварцевой керамики, книга, разумеется, не свободна от недостатков. Авторы с признательностью примут критические замечания и пожелания читателей.
Предисловие, введение, главы I," II, IV в данной книге написаны канд. техн. наук Ю. Е. Ливийским, глава III— канд. техн. наук А. Г. Ромашиным (раздел «Механические свойства» в ней — совместно с Ю. Е. Ливийским).
В заключение авторы считают своим прятным долгом выразить благодарность Ф. Т. Горобцу, Н. В. Соломину, 3. Ф. Трифоновой, Р. Г. Макаренновой, В. Ф. Цареву, Т. П. Свояковой за обсуждение ряда вопросов, включенных в книгу, и участие в проведении экспериментальных работ.
Авторы выражают глубокую признательность Р. Я-
Попильскому за ценные замечания, которые были учтены отри подготовке рукописи, и за .плодотворную дискуссию при выполнении целого ряда работ, вклю= ченных о книгу.
ВВЕДЕНИЕ
Кремнезем 5Ю2 является самым распространенным веществом в природе. По средним оценкам в земной коре содержится 58,3% кремнезема, причем в виде самостоятельных пород—около 12% [11— 7]. Искусственные материалы на основе кремнезема — силикатные стекла, цемент, бетон, огнеупоры, традиционные виды керамики, эмали и др. — играют большую роль в жизни человека и по масштабам производства стоят на одном из первых мест. - ¦{
Среди материалов, создаваемых на основе кремнезема, особое место принадлежит кварцевому стеклу. Кварцевое стекло обладает комплексом ценных физико-химических свойств; термостойкостью, огнеупорностью, химической и радиационной стойкостью, прозрачностью в широком диапазоне длин волн, высокими электроизоляционными свойствами [6, 7]. Способы получения изделий из кварцевого стекла резко отличаются от методов, принятых в технологии обычного стекла. Последнее обусловлено исключительно высокой вязкостью расплава кремнезема даже при температурах, превышающих 2000°С, и вместе с тем повышенной его летучестью.
Еще до недавнего времени изготовление образца оптически прозрачного бездефектного куска кварцевого стекла массой Г кг представляло настолько трудную задачу, что стоимость изделий из такого стекла приравнивалась к стоимости чистого золота [6]. Еще большую трудность представляет формование крупногабаритных и сложных по форме изделий из кварцевого стекла. В связи с этим ведутся интенсивные поиски методов формования изделий из него.
В последние годы эта проблема успешно решается применением принципов керамической технологии,-вследствие чего устраняются ограничения в отношении величины и конфигурации изделий, получаемых из кварцевого стекла. В отличие от многих известных областей применения кварцевого стекла в оптике применение его в технике высоких температур в большинстве случаев не предъявляет каких-либо требований к его оптическим: свойствам. Материалы, получаемые на основе кварцевого стекла по керамической технологии по сравнению с кварцевым стеклом, обладают, кроме того, повышенными термостойкостью и теплоизоляционными свойствами.
е
Первые сведения по изготовлению изделий из кварцевого стекла на основе его порошков и связки из гелеоб-разного кремнезема, согласно обзору [в], были изложены в патенте США1 в 1926 г. Согласно другому патенту США2 и статье [9], изделия из кварцевого стекла предлагалось получать остекловыванием посредством кратковременной (10—15 мин) термообработки при температурах более 16004; заготовок из кристаллического кремнезема, полученных по керамической технологии. В одном из пунктов этого патента указывалось, что данным методом могут быть получены изделия с использованием в качестве исходного материала кварцевого стекла. ,
В 1942 г. было предложено получать изделия из стеклообразного кремнезема посредством термообработки при 1200—1500°С керамических заготовок, изготовленных из активного тонкодиоперсного аморфного БЮг, полученного при разложении различных силиконовых соединений3.
В работе [10] впервые было указано на возможность применения процесса шликерного литья для получения изделий из стеклообразного БЮ2. В этой же работе бы-' л а показана возможность получения литейных масс (без связки) на основе кристаллического кремнезема.
