Керамический материал
Изобретение относится к неорганическим материалам и может быть использовано в огнеупорной промьштенности, энергетике, металлургии, в частности, при изготовлении различных тиглей и сопел для литья трубопроводов для перекачки расплавов на основе железа. Для повышения химической стойкости керамики к расплавам на основе железа при I400-1600°С и увеличения термостойкости изделий керамический материал, включающий оксид алюминия и нитрид бора, дополнительно содержит карбид кремния и оксид иттрия или магния при следующем соотношении компонентов, мас.%: оксид алюминия 50-85; оксид иттрия (магния) 2-10; карбид кремния 5-35; нитрид бора 3-20. Полученньй материал не взаимодействует с расплавами на основе железа, имеет термостойкость 11-18 циклов (1250 С - вода), прочность на изгиб 48-82 МПа, пористость 18-21%. 1 табл. о (/)
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН (51)4 С 04 В 35 10
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4!52080/31-33 (22) 26.11.86 (46) 23.04.88. Вюл. 15 (71) Институт физики твердого тела
АН СССР (72) С.Ф. Кондаков (Su) и Герхард
Зикерт (00) (53) 666.798.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Ф 715547, кл. С 04 В 35/10, 1978.
Авторское свидетельство СССР
У 321511, кл. С 04 В 35/58, 1970. (54) КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ (57) Изобретение относится к неорганическим материалам и может быть использовано в огнеупорной промышленности, энергетике, металлургии, в частности, при изготовлении различSU 1390222 А1 ных тиглей и сопел для литья трубопроводов для перекачки расплавов на основе железа. Для повышения химической стойкости керамики к расплавам на основе железа при 1400 †16 С и увеличения термостойкости иэделий керамический материал, включающий оксид алюминия и нитрид бора, дополо нительно содержит карбид кремния и оксид иттрия или магния при следующем соотношении компонентов, мас. ь : оксид алюминия 50-85; оксид иттрия (магния) 2-10; карбид кремния 5-35; нитрид бора 3-20. Полученный материал не взаимодействует с расплавами на основе железа, имеет термостойкость 11 — 18 циклов (1250 С вЂ” вода), прочность на изгиб 48-82 МПа, пористость 18-21K. табл.
1390222
Изобретение относится к неорганическим материалам и может быть использовано в огнеупорной промышленности, энергетике, металлургии, в частности, при изготовлении различных тиглей и сопла для литья агрессивных металлических сплавов, трубопроводов для перекачки расплавов, а также для изготовления испарительных элементов.
Цель изобретения — повышение химической стойкости керамики к расплавам на основе железа при 1400-1600 С и увеличение термостойкости керамического материала.
Предлагаемый керамический материал получают следующим образом.
Порошки компонентов смешивают в необходимых соотношениях. Из полученной шихты прессуют заготовки (в гидростате без добавки пластификатора при 5-10 кбар, или одноосным прессованием в металлических пресс-формах с добавкой 5-10%-ного водного раствора поливинилового спирта при давлении 10-50 кг/мм ), которые затем спекают в среде аргона при 160018000 С.
Пример 1. Берут 100 г порошка оксида алюминия (71,4 мас. ) с средним размером частиц 3-5 мкм, 20 r порошка карбида кремния (!4,3 мас.%) с средним размером частиц 3-5 мкм, 10 г порошка нитрида бора (7,15 мас. ) с средним размером частиц 5-10 мкм, !О г порошка оксида иттрия или магния (7,15 мас. ) с
° средним размером частиц 3-5 мкм, смешивают эти компоненты в шаровой мельнице в течение 40 ч, после чего из полученной шихты формуют заготовки и проводят их спекание.
Состав и свойства полученного по примерам 2-11 и известного материа— лов приведены в таблице.
2-10
3-20
Из полученного материала изготавливают образцы для испытаний на чистый (четырехточечный) изгиб, сжатие, 5 термостойкость и химическую стойкость к расплавам на основе железа.
При испытаниях на изгиб используют образцы размерами 4х4х25 мм, которые устанавливают в приспособле1О ния для четырехточечного изгиба и нагружают в испытательной машине, при этом фиксируется разрушающая нагрузка, затем вычисляется значение прочности на изгиб. Испытания на одноосное сжатие проводят на образцах размерами 4х4х12 мм в испытательной машине. Термостойкость керамики определяют на цилиндрических образцах диаметром 10 мм и высотой 10 мм.
20 Определяют максимальное число теплосмен, которое образец выдерживает до разрушения, по режиму 1250 С вода 10 С.
Для испытаний на взаимодействие
25 с расплавами на основе железа используют образцы размерами 4х4х25 мм, которые помещают в расплав при 14001600 С и выдерживают 30 мин. Для всех видов испытаний испытывают 3-5
3р образцов каждого состава. формула и з о б р е т е н и я
Керамический материал, содержащий оксид алюминия и нитрид бора, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения химической стойкости керамики к расплавам на основе железа при 1400-1600 С и увеличения термостойкости, он дополнительно содержит карбид кремния и оксид нат40 рия или магния при следующем соотношении компонентов, мас.,:
Оксид алюминия 50-85
Карбид кремния 5-35
Оксид иттрия или
45 магния
Нитрид бора
139022? Ц 4 ! д, ом
О O v
I л с! и 1
СЧ СЧ СЧ вЂ” 1
O
СЧ!
31 Q
0 t-u
О а С0 и х — у
Ао "2 !.O ОО Ц
un cIo Х
ОСЧ ОО Х
И С0 — 1 1
I 1 !
О 1
1Е >Ж
l0,0
1 04 E
1 6-
CV б
I !
Сч
СЧ!
I л
О0 ОЪ
1 1 л о
СЧ
1 л
Щ л
Ю
04 CI
Х Х О
I 0 I!I 1,Z X C!
Iz e u cI um
1 Х О С0 С0 0 04
l CI e 0. CI
В О 5 Х М
44
i» и
СМ
I I
О
О1
О СЧ л
00 б
О л
СЧ
I 1 сС1 O О л л
СЧ СЧ С4 \
С 4 0 1
1
1 I
1 1
О
01
О О с 4
I I l I 1
0
О О
СЧ
O 00 1
lrl л л «!
° " . О О I сч 1
O
О\
О О
1 04
I М
1 С0 Х
I О Ю 1 О Р )Я > „ Х л 04 О 1 0 04 1 m 04 I cI m I СО Ж C0 Сп О ° О О Д CI 1 сА Х I Г I !0 1 I О 1 E" 1 1 Х ! I Э 1 I Х <С О ! О 1 !С 1 I 1 Ф 1 l Х I 1 Х I CO 1 с4 1 I K 1 0 ! Й! I О О 1U С4 О а О СЧ а О O0 r СО Л Л И С4 Сч С 4 С4 СЧ С 4 00 сч с Р ) CO С1 1 OQ с0 л 00 л r л r р г Е I 1 1 I I 1 1 Ф Ж 1 I I ! I 1 I О О О л л л O 1 сЧ I I l 1 1 I Щ О О л л л О I со .ю r 1 — 1 О С 1 С 1 И О О ° О л л ° a О л C 1d СЧ 00 00 U1 Ф О О О л ° . a С Ъс л М С ) Л Л О О О сЧ O < O О О О л л л л л л л л И Ю ™ О ™ С <"),D О 00 CO 00 Л ! Ф 0 0 СС! Ое сч с! а о л
