Brevet FR2063068A1 — publié le 19710702

La présente invention concerne une masse en porcelaine ayant une résistance mécanique et électrique accrue et qui est destinée, principalement, à la fabrication de céra mique technique et électrotechnique, en particulier de cellules poreuses électriques. De telles masses contiennent de 25 à 50'96 de composants plastiques qui y sont introduits sous forme d'un mélange de kaolins et d'argiles et elle comporte une teneur intentionnellement élevée d'oxyde d'aluminium (Al203)g elle contient, en outre, le fondant nécessaire. Des masses de ces types qui sont utilisées pour des buts techniques et sont préparées à partir d'un mélange de kaolin, argile, A1203, quartz et de feldspath. Par une mise en forme appropriée, on prépare, à partir de ces masses, les objets désirés qui sont ensuite cuits à des températures comprises entre 1200 et 1400 C. On constate, cependant, que les objets cuits présentent une structure très hétérogène, qui est due à la présence de petits cristaux de quartz et de corindon, non dissous, de petits cristaux de mullite (3Al205. 2 Silo2) nouvellement formés ainsi que de quantités variables de masses vitreuses de composition variable. Cette structure hétérogène indésirable provoque une tension aux limites des différentes phases de l'objet cuit (ctest-à-dire les petits cristaux de quartz, corindon, mullite et de verre) et provoque ainsi une faible résistance mécanique. Ainsi, la résistance à la rupture par pliage après la cuisson n'est que de 800 à i000 kp,cm2 déterminée sur un cylindre d'un diamètre de 10 mm pour une distance des appuis de 60 mm. La masse, conforme à l'invention, élimine les inconvénients mentionnés et augmente considérablement les paramètres de résistance. Elle est caractérisée en ce qu'elle contient, en outre, un mélange d'argile cuite contenant de 40 à 45% de A1203 et d'oxyde d'aluminium minéralisé, ce mélange étant compris dans le domaine de proportions de 1 : 10 à 10 : 1, et on ajoute encore à ce mélange 30 % d'un fondant minéral. les objets préparés à partir de cette masse, selon une technique céramique connue, présentent, après dessication, une résistance à la rupture par pliage de 65 à 100 kp.cm. Après cuisson, cette résistance à l'état vitreux 82- élève à 2 700 kp.cm-2 la résistance au choc est de 3,5 kp.cm-2. La résistance au claquage électrique est de 40 kV.mm-1. Conformément à l'invention, on utilise un fondant minéral qui contient, à des proportions variables, du feldspath ou de la phonolithe. le feldspath mentionné est une pierre d'éruption qui contient des proportions variables du feldspath dit de potassium (E AlSi3O8) et du feldspath dit de sodium (Na AlSi308), ainsi que du quartz. La composition chimique moyenne du feldspath potassium-sodium est : 73 % de SiO2, 15 % de Al2O3, 5 % de K2O et 5 % de Na2O.La phonolithe mentionnée est également une pierre d'éruption, mais qui contient de la néféline (Na Al Si 04), de la sanidine (E Al Si308) de la leucite (E AI Si406) ainsi que différents zéolithes de sodium et de petites quantités de minerais lourds. La composition chimique de la phonolithe est s 55 % de SiO2, 25 % de Al2O3, 4 % de K2O, 8 % de Na2O. Dans la phonolithe, il n'y a pas de quartz libre. La teneur plus forte en Na20 provoque une dissolution accrue de A1203 qui enrichit la masse vitreuse et en augmente la résistance mécanique. Dans le cadre de l'invention, on peut aussi utiliser un mélange des deux fondants mentionnés. EXEMPLE 1 La masse de porcelaine est formée de 44 ç de composants plastiques, sous forme de kaolins et d'argiles, de 36 % d'un mélange obtenu à partir d'argiles cuites et de AI203 minéralisé dans la proportion de 2,6 : 1, et de 20 % d'un fondant minéralisé sous forme de feldspath.La résistance au pliage, ddter- minée, d'après la méthode déjà mentionne est, à l'état non vitrifié, de 1 100 kp.cm~2 et est augmentée par vitrification jusqu'à 1 400 kp.cm2, EXEMPLE 2 La masse de porcelaine est formée de 44 % de composants plastiques sous forme de kaolins et d'argiles, de 35 % d'un mélange obtenu à partir d'argiles cuites et de Al203 minéralisé dans la proportion de 2,5:1 et de 21 % d'un fondant miné ralisé de feldsparth et de phonolithe. A l'état non vitrifié, la rd- sistance au pliage est de 1 320 kp.cm~2 et à l'état vitrifié de 1 700 kp.cm2. EXEMPLE 3 La masse de porcelaine est préparée à partir de 44 % de composants plastiques sous forme de kaolins et d'argile, de 33 % d'un mélange obtenu à partir d'argiles cuites et de AI2O3 minéralisé dans la proportion de 1 : 6 et de 21 % d'un fondant minéralisé en phonolithe. A l'état non vitrifié, la résistance au pliage est de 1 970 kp.cm-2 et à l'état vitrifié de 2 500 kp.cm2, Les masses en porcelaine conformes à l'invention, peuvent être utilisées avantageusement pour toutes sortes d'isolateurs de conduites électriques, de câbles d'appareils, et de lignes à haute et très haute tension. Les isolateurs préparés à partir de la masse de porcelaine, conforme à l'invention, ne possèdent non seulement une grande résistance mécanique, mais aussi une grande résistance électrique. Il s'agit, notamment d'isolateurs sous forme de calottes, de barres, de supports isolants de noyaux, d'air comprimé, de corps pour des fusibles à haute tension, Etc... En outre, les objets préparés à partir des masses conformes à l'invention, sont utilisables comme céramiques techniques dans tous les cas où l'on exige une grande résistance au choc ou à l'abrasion. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour sella sortir du cadre de l'in- vention. R R V E N D I C A T I O X S 1.- Masse de porcelaine à haute résistance mécanique et électrique, destinée, de préférence, à la production de céramiques techniques ou électrotechniques, du type contenant de 25 à 50 % de composants plastiques sous forme d'un mélange de kaolins et d'argiles ainsi qu'une teneur intentionnellement élevée en oxyde d'aluminium (AI203) et un fondant indispensable, masse caractérisée en ce quelle contient, en outre, un mélange d'argiles cuites contenant de 40 à 45 % de AI203 et d'oxyde d'aluminium minéralisé, mélange formé dans les proportions de 1 : 10 à 10 s 1, en ajoutant au mélange en plus jusqu'à 30 % d'un fondant minéral. 2.- Masse de porcelaine conforme à la revendication 1, caractérisée en ce qu'on utilise comme fondant minéral du feldspath. 3.- Masse de porcelaine conforme à la revendication 1 caractérisée en ce qu'on utilise comme fondant un mélange de phonolithe et de feldspath. 4.- Masse de porcelaine conforme à la revendication 1 caractérisée en ce qu'on utilise comme fondant minéral de la phonolithe.