Кварцевая керамика - Пивинский Ю.Е.
Скачать (прямая ссылка):
Первые работы в СССР по получению материала из кварцевого стекла по керамической технологии, согласно устному сообщению и упоминанию в работе [11], были проведены в 1942 г. Н. В. Соломиным. В качестве метода формования при этом использовался процесс шликерного литья* из водных суспензий.
Таким образом,'"материалы, состоящие из стеклообразного кремнезема и изготовленные по керамической технологии, могут быть получены с использованием следующих исходных видов БЮг: кварцевого стекла, синтетического аморфного кремнезема и кристаллического кремнезема. Практический интерес представляют материалы, изготовленные на основе кварцевого стекла, в меньшей степени — на основе синтетического аморфного кремнезема, который, как сообщается [12, 13], применяют в тех случаях, когда необходимо получение керамики высокой чистоты (например, для варки некоторых марок сверхпрозрачных стекол). Кроме того, некоторые из ви-
1 Пат. (США), 1.587.057, 1926.
2 Пат. (США), 2270718, 1942.
3 Пат. (США), 2268589, 1942.
7
дов синтетического БЮг (например, кабосил) применяют вследствие того, что последние обладают повышенной устойчивостью к кристаллизации [14].
Изготовление материалов на основе кристаллического кремнезема технологически трудно и практического интереса, видимо, не представляет.
Кварцевой керамикой называют материалы, получаемые преимущественно из кварцевого стекла по керамической технологии. В качестве исходного сырьевого материала может применяться и синтетический аморфный кремнезем. До настоящего времени отсутствует четко установленная терминология для наименования керамических материалов из кварцевого стекла. Так, в американской литературе применяется термин «плавленый •кварц, полученный шликериым литьем», в ГДР—«кера-- <мика из кварцевого стекла» и «непрозрачное кварцевое стекло, полученное шликерньш литьем». В ССОР предложены термины «кварцевая керамика», «кремнеземная стеклокерамика», «керамическое кварцевое стекло», «керсил». Нам представляется наиболее целесообразным термин «кварцевая керамика», принятый во многих из опубликованных работ.
Первые публикации по технологии, свойствам и применению кварцевой керамики относятся к 1960 .г. [15' 16]. В последующие годы опубликована большая серля как зарубежных [14—36], так и отечественных работ [|Ы—113, 37—181] по различным вопросам, связанным с технологией получения, свойствами и применением кварцевой керамики.
Книга состоит из четырех глав. В главе I приведены только те общие сведения о кремнеземе и кварцевом стекле, которые необходимы в дальнейшем при рассмотрении технологии получения и свойств кварцевой керамики.
Глава II, занимающая по объему более половины книги, посвещена технологии изготовления кварцевой керамики. При этом особое место уделено процессу~шли-керного литья как основному методу формования изделий из кварцевой керамики. При изучении указанного процесса работами как одного из авторов [61, 71—75, 77, 781, так и сотрудниками [43^53,59,60,63,79—81], по--казана возможность получения суспензий кварцевого стекла с объемной концентрацией твердой фазы до 80— 85% (с влажностью 7—10%), которые могут быть пол-
8
ностью седиментационно устойчивыми даже при существенном содержании в них крупных (0,5—1,0 мм) фракций. Использование таких суспензий при литье позволяет получать отливки с пористостью до 6—12%, что значительно ниже пористости отливок из других керамических материалов или кварцевой керамики, полученной по другой технологии. Изготовление плотной кварцевой керамики на основе таких отливок осуществляется при пониженных (1—3%) усадках и температурах, что имеет важное значение при получении крупногабаритных изделии с точными геометрическими размерами.
В главе III описаны свойства кварцевой керамики.. Наиболее полные сведения в настоящее время имеются по механическим и теплофизическим свойствам кварцевой керамики, довольно широко изученным в работах [45. 47—49, 51, 52, 56,158, 69, 70].
В главе IV приведены имеющиеся литературные данные по применению кварцевой керамика.
Кварцевая керамика рассматривается как перспективный материал для применения в качестве огнеупоров общего и специального назначения [16, 55], для ракетно-космической [16, 26, 36], ядерной [16, 23, 24] техники и ряда других целей.
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
тг — толщина пластины, радиус поры; feaar — коэффициент загустеваиия; koc — коэффициент осадкообразования; fen — коэффициент полидисперсности; fecp — коэффициент седиментационного расслоения; feyn — коэффициент упаковки порошка или твердой фазы в отливке;
feyc — коэффициент усадки суспензии при наборе массы; кф — коэффициент фильтрации при наборе массы; fe^ — коэффициент понижения вязкости суспензии после стабилизации; Пот л — пористость отливки; Яи — истинная пористость; Як — кажущаяся пористость; Уоб — объемная усадка; У общ — объемная величина общей усадки (при сушке и обжиге); с — теплоемкость; Cj — объемное содержание «кинетически связанной» дисперсионной среды;
Cv — объемное содержание твердой фазы в системе; Cv cnt — критическая объемная концентрация твердой фазы в системе;
