Файл: Сычев, М. М. Неорганические клеи.pdf

Таблица 22

простым и эффективным.

Представляло интерес выяснить особенности вяжущих свойств некоторых систем при использовании в качестве затворителей смесей кислот [102]. Переход к смеси кислот приводит к усложнению состава новообразования, что' должно отра­

с HF. Работа с HF вызывает технологические затруднения и было бы желательно HF заменить более удобной в работе

83

ны смеси из кремнефтористоводородной (54%, р = 1,42 г/см3) и

фосфорной (83%, р = 1,66 г/см3) кислот [110, 111].

Вяжущие свойства отвердевших клеев-цементов оценивались их прочностью (табл. 23).

При использовании для получения клея смеси Н3РО4 с H2SiF6 происходит пассивация этой смеси и она менее энергично вза­ имодействует с окислами типа MgO, ZnO, CdO, Ш 20з. Это поз­ воляет избежать предварительной термической пассивации та­ ких окислов, что очень важно для технологии. Более того, смесь Н3РО4 с H2SiF6 позволяет получить цементы на основе СаО и SrO, что необходимо для использования клеев в технике высоких температур. Можно ожидать, что предварительная пас­ сивация таких окислов позволит получать более активные це­ менты на основе Fe20 3, Nd203.

Таким образом, модифицирование НзРОщобавлением H2SiFe позволяет повысить активность как клеев-цементов холодного твердения, так и клеев-цементов, требующих нагревания; Ана­ лиз фазового состава продуктов взаимодействия в приведенных выше системах показал, что они представлены смесью фосфа­ тов, фторидов, кремнефторидов.

Клеи-цементы, затворителем в которых является плавиковая кислота или смесь кремнефтористоводородной и фосфорной кис­ лот обладают адгезией к никелю и сплавам на его основе, а также к меди и латуни. В табл. 24 приведена прочность клее­

CdO — WO3— Н20. При комнатной температуре это очень мед­ ленно твердеющий цемент. При нагреваний скорость его отвер­ девания увеличивается. Авторы работы [113] установили, что си­ стема РЬО — Сг03— Н20 схватывается и отвердевает при ком­ натной температуре.

Медно-ванадатные цементы (система СиО — V20 5 — Н20) были исследованы в условиях влажного воздуха [114, 115]. При этом прочность структуры твердения возрастает в течение дли­ тельного времени.

Многие системы типа ЭхОу— FI3BO3 — Н20 дают довольно прочные аморфные структуры в нормальных условиях [116—

84

118]. Магний-боратный цемент является быстротвердеющим. Исследование цинк-боратного цемента показало, что с повыше­ нием температуры до 570 °С прочность структуры возрастает, а затем ухудшается. Выявлена также возможность твердения

вмолибдатных системах типа ЭхОу— Мо03 — Н20 [119, 120]. Наиболее тщательно был исследован цинкмолибдатный це­

мент, в основе твердения которого во влажном воздухе лежит образование молибдатов состава ZnMo04, ZnMo04-2H20, ZnMo04-H20 . Есть все основания считать, что связующие на основе кислотного затворителя окажутся чрезвычайно полез­ ными в народном хозяйстве.

Клеи и замазки на основе металлических порошков

В отвердевшем клеевом шве значительная часть порошка металла сохраняется неиспользованной, превращаясь в своеоб­ разный «активный» наполнитель. Таким путем можно получать клеевые сочленения (швы) со своеобразными свойствами, на­ пример, высокой электроили теплопроводностью. Кроме того, на основе таких клеев удобно осуществлять жаростойкие по­ крытия по металлам, так как у «металлических» клеев коэффи­ циент термического расширения близок к соответствующему коэффициенту металлов. Кроме того, на основе указанных клеев можно получать материалы с магнитными свойствами.

Определенный интерес представляют также композицион­ ные материалы на основе порошков металлов или порошков карбидов, нитридов, боридов. В этом случае, видимо, можно получать покрытия по металлам, не смачиваемые расплавами металлов. Следует также подчеркнуть, что материал на основе порошка металла и кислоты (например, Си + Н2Р 0 4) [127] со­ храняет пластичность — может обрабатываться как под давле­ нием, так и резанием. Все это делает «металлические» клеи весь­ ма перспективным классом неорганических клеев.

Вначале были получены клеи на основе порошка металла в сочетании с растворимым стеклом. Цементация, происходя­ щая в результате выделения на поверхности металлического зерна геля кремневой кислоты или щелочного силиката, исполь­ зуется для придания поверхности различных металлов (напри­ мер, цинка, свинца, железа) коррозионной стойкости. Так, за­ щитную обмазку тиглей для плавки алюминия или его сплава готовят из жидкого стекла и порошка алюминия в весовом соот­ ношении 7 : 1 [121, с. 363, 377]. Затворение металлических порош­ ков растворимым стеклом рассмотрено в работе [122].

Связующие на основе металлических порошков в сочетании с кислотами исследовали в ЛТИ им. Ленсовета [123— 128]. Отсутствие данных по адгезии в этих работах пока не позво­ ляет решить, какие из исследованных систем могут быть исполь­ зованы как неорганические клеи. В некоторых работах [129— 132] такие вяжущие системы и системы типа порошок

85

Металла + порошок окисла широко используют для получения покрытий по металлам. Это дает основание рассматривать эти вяжущие системы как клеи (см. ниже). В Уфимском авиа­ ционном институте исследовали композиции, состоящие из смеси окисла порошка металла, металла и фосфорной кислоты (на­ пример, Zr02 — M e— Н3РО4) [129—132]. В качестве металлов использовали никель, хром, титан, железо, медь, ниобий, мар­ ганец.

Было установлено, что отвердевание тестообразной массы происходит в результате взаимодействия металлического ком­ понента с жидкостью затворения и образования соответствую­ щих аморфных кислых ортофосфатов. При повышении темпера­

материала. Показано, что объемное соотношение между порош­ ковой и жидкой частями составляющих влияет на прочность материала. При использовании алюмофосфатной и алюмохромфосфатных связок оптимальное количество связки соответствует 50%. Были изучены некоторые свойства композиций — усад­ ка, термическое расширение, огнеупорность, термостойкость, температуропроводность, адгезия. Некоторые свойства компози­

Таким образом, установлено, что введение порошка металла

вкомпозицию в оптимальных количествах устраняет усадку и повышает термостойкость материала из двуокиси циркония в 2—3 раза. Варьируя содержание металла, можно регулировать

вшироких пределах к. т. р. и температуропроводность, а также существенно'повышать адгезию материала к различным поверх­

86