Examination of patterns in obtaining porous structures from submicron aluminum oxide powder and its mixtures

Abstract

EN: This paper proposes an economical thermal cycle of the production of ceramic articles from submicronic powders of aluminum oxide, titanium oxide, and manganese oxide. The implementation of a given cycle involves the introduction of a special aluminophosphate bond into the charge in order to reduce the temperature of firing. The optimal composition of the material for a foam-ceramic filter with the highest physical and mechanical properties has been determined; the optimal method for preparing the original charge and the baking mode have been selected.

According to the results of tests under industrial conditions, the manufactured alumina filters became a decent alternative to known analogs used in aluminum metallurgy for the purification of liquid metal. The application and rational dosage of titanium dioxides, manganese, and aluminum aluminophosphate in porous ceramic compositions on an alumina base have made it possible to significantly reduce the time and, consequently, improve the productivity, of firing. The results obtained were evaluated by the level of maximum temperature in the cycle of heat treatment according to known technologies. Compared to those technologies, the developed technology ensures the growth of firing productivity when implementing the proposed solution by about 220 %.

UA: Запропоновано економний термічний цикл виробництва керамічних виробів з субмікронних порошків оксиду алюмінію, оксиду титану і оксиду марганцю. Реалізація даного циклу передбачає введення в шихту спеціальної алюмофосфатної зв’язки з метою зниження температури випалу. Встановлено оптимальний склад матеріалу для пінокерамічного фільтра з найбільш високими фізико-механічними властивостями, підібрано оптимальний метод підготовки вихідної шихти і режим спікання.

За результатами випробувань в умовах виробництва виготовлені алюмооксидні фільтри склали гідну альтернативу відомим аналогам, які використовуються в металургії алюмінію для очищення рідкого металу. Завдяки застосуванню і раціональному дозуванню діоксидів титану, марганцю і алюмофосфату алюмінію в пористих керамічних композиціях на алюмооксидній основі вдалося значно скоротити час і, відповідно, підвищити продуктивність випалу. Отримані результати оцінювалися за рівнем максимальної температури в циклі термообробки відомих технологій. У порівнянні з цими технологіями розроблена технологія забезпечує зростання продуктивності випалу при реалізації пропонованого рішення приблизно на 220 %.