Циркон обладает огнеупорностью при температуре до 2000° С, химически инертен к расплавленному металлу и имеет повышенную термостойкость. По ГОСТу 7675-55 термостойкость определяется количеством теплосмен; каждая теплосмена состоит из нагрева стандартного образца до 1300° С в печи, выдержки при этой температуре в течение 10 мин с последующим охлаждением в воде или на воздухе 5 мин. Испытания ведут до потери 20% первоначального веса образца. Циркон выдерживает 31 теплосмену. Испытывалось несколько составов на основе циркона для изготовления полупостоянных литейных форм с добавками таких материалов как кварц, полевой шпат, бентонин, кальцинированная сода. Первоначально в качестве связующего было использовано жидкое стекло с двухромовокислым калием. Кварц применялся с целью снижения усадки циркона.
Известно, что циркон имеет высокую усадку (8-9%), а кварцу присуще расширение при модификационных превращениях при температуре 573° С. Сочетание (в определенном процентном соотношении) в керамической смеси циркона и кварца приводит к значительному снижению усадки при спекании. Для повышения вязкости и снижения температуры спекания керамической смеси на основе циркона в качестве плавня применялся калиевый полевой шпат. Как пластификатор использован бентонит, а для ощелачивания — кальцинированная сода. Состав керамического материала на основе циркона, применяемого для изготовления полупостоянных литейных форм. Технология процесса изготовления керамической формы следующая.
В заданных соотношениях смешиваются в бегунах сухие составляющие: циркон, кварц, полевой шпат, бентонит, кальцинированная сода в течение 5 мин, затем добавляют связующее (жидкое стекло с двухромовокислым калием) и дополнительно перемешивают в течение 15 мин до получения однородной массы без комков и отдельных включений. Готовую керамическую огнеупорную массу загружают в приемный бункер пресса. На стол устанавливают модель 2 и металлическую рамку 3. Пуансоном 4 прессуют керамическую оболочку 5, затем формируют ее, заключают в рамку и транспортируют на сушку (сушка длится 24 ч при температуре 20° С и 12 ч