Розробка методу отримання пористої і фільтрувальної кераміки з можливістю регулювання кількості пор, їх величини і розподілу за розмірами

Анотація

Пористі матеріали – основа сучасних фільтруючих і теплозахисних матеріалів, носіїв каталізаторів, гасників і звукопоглиначів – виготовляються введенням спінювачів, добавок, що вигоряють, або порожнистих тіл, пресуванням і екструзійним формуванням. Показано приклади типових керамічних фільтрів і зазначено позитивний досвід фільтрування крізь такі фільтри рідких металів для ливарно-металургійної галузі. Як аналоги проаналізовано найбільш застосовувані методи виробництва пористої і фільтрувальної кераміки та розглянуто новий метод отримання такої кераміки з можливістю регулювання кількості пор, їх величини і розподілу за розмірами. Для цього розроблено кріотехнологію використання зернистого льоду як пороутворювача в керамічних виробах. Раніше створені способи використання зернистого льоду для формування виробів з піщано-крижаних сумішей стали основою для нової кріотехнології пороутворення в кераміці. Прототипом обрано один з вітчизняних складів широко застосовуваних в металургії вогнетривких бетонних сумішей. Для пороутворення застосували зернистий лід в кількості 8–90 % за масою суміші. Видалення цього льоду зручно виконувати шляхом самовільного плавлення при вистоюванні заформованих виробів при кімнатній або підвищеній до 40–100 °С температурі. Також в суміш із сипких дрібнодисперсних компонентів вводять гідратаційне в'яжуче (цемент або гіпс), яке зволожують розплавом введеного в суміш зернистого льоду, і внаслідок цього зволоження забезпечують тужавлення і твердіння суміші до монолітного стану шляхом утворення кристалогідратів. Розглянуто фізичні моделі взаємодії мінералу з водою і з льодом. При зволоженні і вакуумуванні керамічної заготовки створюються умови регулювання її пористості як за ступенем проникності, так і за орієнтацією наскрізних пор.