165703. lajstromszámú szabadalom • Eljárás porcelánmassza előállítására
165703 retű kvarcot a porcelánmasszába adagolnak (Német Demokratikus Köztársaság 29 480 sz. szabadalmi leírása). Az adalékanyagnak szemcseméret szerinti osztályozása nagyüzemi körülmények között igen költséges. Ezzel ellentétben a találmányunk szerinti 5 megoldás kedvező körülmények között alkalmazható nagyüzemi eljárás céljára. Egy másik ismert eljárásnál nem utólag adagolnak osztályozott szemcseméretű anyagot, hanem földpátszegény, kvarcdús porcelánmasszát alkalmaznak S 4 fi m-es szemesemé- 10 retűre őrölt nyersanyagokból (Német Demokratikus Köztársaság 29 480 sz. szabadalmi leírása). Ebből a földpátszegény, kvarcdús és finomra őrölt anyagból készült kerámiai termék annál nagyobb mechanikai szilárdságú és annál homogénabb szerkezetű, 15 minél kevesebb a földpáttartalom és minél kisebb a szemcseméret. Ennek során a nagy szilárdságú kristályos fázist a kis földpáttartalom és a massza összetevőinek finomra őrlése révén igen finom eloszlásban kapjuk a késztermékben, ami növeli a 20 mechanikai szilárdságot, azonban gyakran még ezek sem érik el a kívánt értéket. Korund hozzáadásával lehet ugyan javítani a szilárdsági jellemzőket, ilyenkor azonban a masszát jóval magasabb hőmérsékleten kell szinterezni, ez pedig a gyártási 25 költségeket növeli. A találmányunk szerinti porcelánmasszából előállított késztermékek ezzel szemben még jobb szilárdsági értékekkel rendelkeznek, anélkül, hogy különösen magas szinterezési hőmérsékleteket kellene alkalmazni. 30 Végül ismeretesek olyan massza-összetevők, amelyek a szilárdságot csökkentik, ezért ezek arányát a lehető legkisebb értéken kell tartani. A kvarc például egy olyan masszaösszetevő, amelynél az egyes 35 kvarcszemcsékben fellépő mechanikai feszültségek rontják a porcelán szilárdságát (Német Demokratikus Köztársaság 23 685 sz. szabadalmi leírása). Azonban a kvarcszegény massza alkalmazása sem hozta meg a kielégítő eredményt. Növekvő alumí- 40 niumoxid tartalommal nő ugyan a szilárdság, de ugyanakkor nő a zsugorodási hajlam is ós a még nyersdarabokban megnövekedik a szerkezeti- és száradási feszültség. Ezzel szemben a találmányunk szerinti masszáknál, mint arra már utaltunk, nem 45 szükséges magas alumíniumoxid-hányad. A találmányunk szerinti eljárás célja, a nagy mechanikai szilárdságú porcelánok előállításánál fellépő nehézségek leküzdése. A találmányunk szerinti eljárás feladata, hogy 50 műszaki követelményeket kielégítő porcelánmaszszát állítson elő a mechanikai szilárdságot növelő, önmagában ismert jellemzők — így a meghatározott szemcseméret betartása, nagyobb mennyiségű kristályfázis és kis mennyiségű kvarc alkalmazása — 55 mellett, de mineralizátorok hozzáadása nélkül. A találmányunk szerinti eljárás feladatát képezte, hogy 1900—2100 kp/cm2 szilárdságú késztermékek legyenek előállíthatók. A találmány szerint a túlnyomórészt Ä 2 ^m szem- 60 csenagyságú komponensekből álló massza összetételét a) 0,7°/ 37—50% Al2 0 3 -ra, 54—44% Si0 2 -re, 0,6— Fe2 0 3 -ra, 0,6—0,4% CaO-ra, 0,8—0,6% 65 MgO-ra, 6,9—4,2% K2 0/Na 2 0-ra és közelítőleg 0,1% Ti02 -re állítjuk be 50—20% kaolin, 30_20% földpát, 0—30% 1100—1300 °C-on előégetett kaolin és 20—30% a-Al2 0 3 adagolásával, vagy b) 42—54% Al2 0 3 -ra, 51—41% Si02 -ra, 0,34— 0,55% Fe2 0 3 -ra, 0,1—0,12% Ti0 2 -re, 0,32—0,41% CaO-ra, 0,30—0,62% MgO-ra és 5,90—3,30% K2 0/Na 2 0-ra állítjuk be 20—50% kaolin, 20—30% oe-Al2 0 3 ós 60—20%, 1100—1380 °C-on képezett fritt adagolásával — ahol a fritt összetétele 48—30% kaolin, 50—60% földpát és 2—10% timföld —, és a kapott keveréket nedves őrléssel homogenizáljuk, érleljük és szűrjük. Frittként csak kaolinból és földpátból álló fritt is alkalmazható. A találmányunk szerinti porcelánmasszából gyártott porcelán nagy mechanikai szilárdságával tűnik ki; például hajlítási szilárdsága 1900—2100 kp/cm2 . Megjegyezzük, hogy ezt a szilárdsági értéket mineralizátor hozzáadása nélkül értük el. Mivel eddig az volt általánosan ismert, hogy nagyobb mechanikai szilárdságot — az anyagban dús porcelánokhoz képest — csak nagyobb mennyiségű alumíniumoxid hozzáadásával lehet biztosítani, így meglepő szakember számára, hogy ugyanezt az eredményt viszonylag kis mennyiségű a-alumíniumoxid hozzáadásával is biztosítani lehet. Az «-alumíniumoxid tartalom, amely összehasonlítható esetekben eddig 30—40% volt, most átlagosan 25%-ra csökkenthető. A kisebb alumíniumoxid tartalom következtében a kaolin tartalom 50%-ra növelhető. Ezek az eredmények azért is meglepőek, mivel eddig a porcelánmasszánál a kaolin-adaléknak természetes határt szabott a kialakult kristályos fázis nagy részaránya. A találmány szerint massza további előnye, hogy könnyen feldolgozható. A találmány tárgyát a következő példák kapcsán ismertetjük közelebbről. PÉLDÁK A példákban ismertetett masszák elkészítését és feldolgozását a szokásos kerámiai technológia szerint végezzük. Az alkalmazott a-alumíniumoxid szokványos minőségű, a Német Demokratikus Köztársaság TGL 7750 sz. szabványának megfelelően, fajlagos felülete 1—3 m2 /g. 1. példa Szigetelők céljára szolgáló masszák összetételé: 2% kaolin (Wolfka) 10% kaolin (Boltze) 29% kaolin (Seilitz) 23% földpát (Alavus) 4% előégetett wolfka-i kaolin 8% előégetett boltze-i kaolin 24% «-alumíniumoxid 2
