ВВЕДЕНИЕ

За последние годы в различных областях науки и техники возникли проблемы, решение которых оказалось невозможным без использования керамических изделий, обладающих строго определенными и повышенными свойствами и высокой точностью размеров.

Керамическое производство, являясь одним из наиболее древних, развивалось, однако, длительный период времени только по линии производства хозяйственной посуды, строительной и огнеупорной керамики. Лишь за последнее столетие керамические изделия начали все более широко применяться в различных областях науки и техники, главным образом в качестве электрической изоляции. До последних лет удовлетворение запросов техники в основном обеспечивалось изготовлением изоляторов из электротехнического фарфора, производство которых было освоено на специальных керамических заводах.

Бурное развитие отечественной науки и техники выдвинуло новые требования к электроизоляционной керамике по линии повышения электрофизических свойств, точности размеров и сложности конфигурации изделий.

По принятой в производстве керамической технологии, основанной на использовании пластических свойств масс, обеспечить выполнение этих повышенных технических требований оказалось весьма затруднительным, а в ряде случаев — невозможным.

В связи с этим в керамической технике получили довольно широкий размах исследовательские работы, направленные на создание новых керамических материалов, обладающих повышенными и специальными свойствами (высокой диэлектрической проницаемостью, низкими диэлектрическими потерями и т. д.).

В результате научных трудов советских ученых Б. М. Вула, Н. П. Богородицкого, П. П. Будникова, И. И. Китайгородского, Г. И. Сканави и др. керамическая наука обогатилась целым рядом новых открытий и разработок в области новых электроизоляционных керамических материалов.

В то же время в технологии изготовления изделий из новых керамических материалов были сохранены как основные технологические процессы, базирующиеся на пластических свойствах керамических масс. Для осуществления этих технологических процессов новые керамические материалы должны были обязательно обладать пластическими свойствами, в связи с чем в состав этих материалов неизбежно вводились глинистые материалы как носители свойств пластичности.

Керамические материалы, содержащие глины, оказались не в состоянии обеспечить повышенных требований к огнеупорности, электрофизическим свойствам, механической прочности и т. д., что привело к явно выразившейся тенденции уменьшить количество глины, входящей в состав массы, и даже изъять ее полностью.

Однако изъятие глины из состава массы приводит к резкому качественному изменению технологических свойств керамических масс — снижению и даже отсутствию необходимых пластических свойств при смешивании с водой.

Многочисленные попытки создания пластичных масс за счет введения различных пластифицирующих связок носят, как правило, характер частных решений, разработанных авторами данного керамического материала с целью возможности хотя бы частичного, практического применения нового материала.

Серьезных обобщающих исследований и успехов в этом направлении как в СССР, так и за рубежом до последнего времени не было известно. Разработка новых керамических материалов оказалась затрудненной требованиями к наличию пластических свойств масс. Технология керамических изделий развивалась крайне медленно, так как обязательное наличие пластических свойств керамических масс ограничивало количество возможных технологических методов изготовления изделий и направляло техническую мысль в рамки установившихся процессов.

За последние годы в СССР для изготовления изделий из новых керамических материалов в области технологии керамических изделий появилось новое направление, отличительной особенностью которого является комплексное использование современных представлений в области физико-химии поверхностных явлений, технологии керамики и технологии металлов.

Это новое направление получило название технологии горячего литья керамических изделий.

Начало развитию технологии горячего литья керамических изделий положила разработка метода «намораживания», осуществленная автором в 1946 г. [Л. 1].

Предшествовавшие этому периоду отдельные попытки и пробы в этом направлении к практическому успеху не привели.

Применение метода «намораживания» в течение 1946— 1948 гг. вызвало постановку ряда исследований, на основе и в результате которых в 1948 г. был разработан способ горячего литья под давлением [Л. 2].

Способ литья под давлением сыграл решающую роль в развитии технологии горячего литья вследствие ряда преимуществ, которыми этот способ обладает.

К положительным особенностям этого способа относятся:
а) высокая производительность труда;
б) высокая точность геометрической формы и размеров изделий;
в) сведение к минимуму необходимости доработки после оформления изделий;
г) универсальность метода, дающая возможность оформления изделий разной формы и габаритов;
д) возможность механизации и автоматизации процесса;
е) простота технологических приемов, не требующих высокой квалификации рабочего оператора.

После разработки и внедрения в производство способа горячего литья под давлением новая технология стала быстро завоевывать себе прочное место в промышленности и развиваться как самостоятельный новый раздел керамической технологии.

Технологию горячего литья, в ряде случаев не без оснований, называют «технологией непластичных материалов», имея в виду, что технология горячего литья обеспечивает возможность изготовлять изделия из так называемых непластичных керамических материалов (т. е. минеральных порошков, не образующих пластичных систем подобно глинам при смешивании их с водой).

Это обстоятельство создает исключительно широкую область применения технологии горячего литья, так как обеспечивает возможность изготовления керамических изделий из любых минеральных композиций, начиная от чистых окислов и кончая многокомпонентными сложными составами. Составы, не пригодные для непосредственного применения, могут быть путем предварительного обжига переведены в соответствующее состояние. Таким образом, проблема изготовления изделий из однокомпонентных материалов (Аl2O3, ВеO, ZrO2 и т. п.) и различных других «непластичных» порошков получила свое практическое решение на основе применения технологии горячего литья. Наиболее широкое применение технология горячего литья получила в области электро- и радиокерамики, где она обеспечила получение высококачественных изоляторов и высокую эффективность.

Следует отметить, что наряду с решением задач прикладного порядка создание технологии горячего литья привело к решению целого ряда теоретических вопросов.

В настоящее время в электро- и радиотехнике еще совершенно недостаточно используются возможности технологии горячего литья керамических изделий (например, для изготовления вакуумной керамики и т. п.). В ряде областей, где горячее литье под давлением может дать исключительно большой эффект, эта технология еще вообще не получила применения. Так, например, горячее литье под давлением может с успехом применяться для производства из керамики высокохудожественных изделий, бытовой и лабораторной посуды и т. д., но до сих пор такие производства еще не организованы. В то же время применение технологии горячего литья для изготовления перечисленных изделий может обеспечить массовый выпуск высококачественных и дешевых изделий для народного потребления. Следует учесть при этом, что производство всех этих видов изделий может быть успешно организовано повсеместно на основе местных сырьевых ресурсов, так как технология горячего литья обеспечивает возможность применения любых непластичных минералов, не требует обязательного использования высококачественных глин, сложного оборудования и больших производственных площадей.

Особенно большие перспективы применения технология горячего литья имеет в области машиностроения для изготовления из высококачественных непластичных материалов деталей машин, режущего и измерительного инструмента. Несомненно, что рациональное использование технологии горячего литья керамических изделий может принести большую пользу народному хозяйству нашей страны.

Назад, на страницу описания