Защитное покрытие электрода плазмотрона

Авторы патента:

СВИДУНОВИЧ НИКОЛАЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ

ВЕРБИЦКИЙ АЛЕКСАНДР НИКОЛАЕВИЧ

ЯКИМОВ СЕРГЕЙ ГРИГОРЬЕВИЧ

ГОРИН АЛЕКСЕЙ БОРИСОВИЧ

C04B35/84 - материалы для пропитывания или покрытий

Изобретение касается получения защитных покрытий на гранитовых изделиях, работающих в условиях высокотемпературной газовой коррозии и воздействия плазмы. Целью изобретения является повышение стойкости графитовых катодов плазмотрона и сокращение времени сушки покрытия. Защитное покрытия содержит ,мае. Г,: диборнд титана (TiB2) 20-48; оксид иттрия (Y20j) I2-20; жидкое стекло 12-16; вода 24-48. Использование зчщитного состава позволяет увеличить ресурс работы катода плазмотрона в ,8-1 ,9 раз. 1 табл.

СООЗ СОИЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5I)5 С Оч В 35/84

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М Д BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (Т

Сл:

ГОСУДАРСТБЕННп!Й НОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ П-(НТ СССР (21),4469140/33 (22) 01.08.88 (46) 23.01.9!. Бюл. !! - 3 (71) Белорусский технологический институт им. С.M.Кирова (72) ff.À.Ñâ«äóíîâè÷, А.II.Вербицкий, ..С,Г.Якимов и А.Б.Горин (53) 666.798,2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 827460,.кл. С 04 В 35/84, опублик. 1981. (54) ЗАЩИТНОЕ ПОКРЫТИЕ ЗЛЕКТРОДА !!ЛАЗ!,ОТРО1 !А (57) Изобретение касается получеИзобретение относ«тся к получению защитных покрытий на графитовых изделиях, работающих в услОвиях высокотемпературной газовой коррозии и воздействия плазмы.

Целью изобретения является повышение стойкости графитовых катодов плазмотрона.

Введение в состав покрытия оксида иттрня « оптимальное сс зтноше«ие компонентов обеспечивают его высокую стойкость.

В процессе эксплуатации плаэмотрона высокотемпературное окисление приводит к образованию в слое легкоплавких оксидов (В О ), заполняющих пространство между частицами шликера. В результате этого процесса формируется слои, в котором отсутствуют сквозные поры и который предохраняет графит от выгорания со стороны цилиндрической поверхности катода. Высокая температура плазмен„„SU„„1622348 А !

2 н«Я 3 11!!,HT«blx «QKI) гий на гРаф« ol3L!x издел«ях, работающих в условиях высокотемпературной газовой коррозп« и воздействия плазмы. Целью «зобретения является повышение стойкост« графитовых катодов плазмотро«а « сокращение времени сушки покрыт«я.

Защ«тное покрытия содержит,мас.7,; диборид титана (Т1В ) 20-ч8; окс«д иттрия (Y<0> ) 12-20; жидкое стек. .о ! 2-16; вода 2ч-48, !!спользова1« е защ«тного состава позволяет увел«ч«ть ресурс работы катода плазмотро«а в

1,8-1,9 раз. табл. ного разряда приводит также к «спарению составных частей слоя, ч го сопровождается увеличением кол«честна твердой фазы в покрытии «, следовательно, уменьшением вероятност« стека««я слоя. Воздейств«е плаз.-м и высоких температур привод«т к вза«модействию образующ«хся « «сходных фаз, в результате чего форм«руются новые тугоплавкие соединеш1я на основе титана, иттрия, бора и кислорода. Вследствие указанных процессов при работе плазмотрона на электроде формируется тугоплавкое и жаростойкое покрытие, обладающее высокими эксплуатационными свойствам«. Одновременно снижение скорости эрозии графитовых электродов достигается не только за счет защыты поверхности от воздействия окисл«тельных газов, но « вследствие понижения температуры электрода эа счет наличия окс«да иттрия на его поверхност«, 1622348

Состав Содержание компонентов,мас.7, Длительность

Изменение массы катода с

)Кидкое Вода стекло

Диборид титана

Оксид иттрия сушки при

80 С,ч покрытием в процессе испытания,г

Известный

Предлагаемый

1,5 - 98,5

4,5 95,5

7,8 92,2

18,5

18,2

17 1

48 16

32, 20 12

24 12

35 17,6

48 20

0,5

5,3

5,1

4,9 эмиссионная способность которого намного выше, чем у графита.

Кроме того, в предлагаемом составе соотношения жидкого стекла и воды, а также порошка и связующего таковы, что во время сушки обмазки на ее поверхности не образуется плот" ный слой высохшего жидкого стекла, затрудняющий испарение влаги из нижних слоев (как это происходит при использовании известного состава).

Обмазка предлагаемого состава во время сушки сохраняет сквозные поры, через которые легко испаряется вла- 15 га. Это происходит потому, что силикат натрия располагается преимущественно на поверхности твердых частиц шликерного слоя и не заполняет все пространство между ними. 20

П р и и е р. Для получения покрытия используют порошки диборида титана и оксида иттрия с размером фракции не более 50 мкм. В качестве связующего применяется раствор жидкого 25 стекла в воде. Шпик .рный слой наносят кистью, набивкой или другим известным способом. В данном случае покрытие получают, помещая шликер в зазор между отверстием приспособления и цилиндрической поверхностью катода.

Предлагаемый способ обеспечивает одинаковую толщину покрытия по всей длине катода, а также равномерное распКак видно из таблицы, применение предлагаемого состава защитного покрытия позволяет увеличить ресурс ределение твердых составляющих и слое.

После нанесения шликерной обмазки катоды помещают в сушильный шкаф с тем- .

О пературой 80 С для удаления влаги из шликера. Бремя сушки для каждого состава шликера меняют. После сушки о проводят отжиг при 550 С в течение

0,5 ч. По отсутствию вспучивания покрытия при отжиге определяют несбхоцимое время сушки. Толщина пскры тия во всех случаях 1-2 мм.

Исследования ресурса раб: ты графитового электрода илазмотрона с защитнЫми покрытиями известного и предлагаемого составов проводят на плазмотроне ПГ-1 ° Геометрические параметры катода иэ графи;оного электрода следующие: длина 50 мм, диаметр

8 мм. Условия испытаний для всех случаев идентичны и характеризуются следующими параметрами: ток дуги

300 А, расход плазмообразующего газа 0,3 г/с, плаэмообразующий газ азот, расход воды на охлаждение катододержателя 2 м /ч, давление охлаждающей воды 0,4 HIIa, продолжительность работы 15 мин. Стойкость катодов плаэмотрона оценивают изме; нением массы катодов с покрытиями в процессе испытаний.

Результаты испытаний для различных составов покрытия приводятся в таблице. работы электрода в 1,8-1,9 раза и сократить время сушки в 15-30 раэ, Составитель Е.1".дина

Техред М.Моргентал Корректор С.Черни

Редактор Н.Гунько

Заказ 86 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

5 1622348 6

Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я сушки покрытия, оно дополнительно соЗащитное покрытие электрода плаэ- держит оксид иттрия при следующем мотрона, содержащее диборид титана, соотношении компонентов, мас,X: жидкое стекло и воду о т л и ч а юФ

Диборид титана 20 вЂ” 48 щ е е с я тем, что, с целью повы- Жидкое стекло 12 - l6 щения стойкости графитовых катодов Иода 24 вЂ” 48 плаэмотрона и сокращения времени 0ксид иттрия 12 вЂ” 20

Изобретение относится к производству и эксплуатации огнеприпаса, например капселей, используемых для политого обжига фарфоровых изделий и изготовленных методом полусухого .прессования и ангобируемых в воздушно-сухом состоянии

Состав для подглазурного слоя керамических изделий // 1237644

Состав для пропитки стеклоткани // 1034355

Состав для газотермического напы-ления покрытия // 796233

Состав для пропитки стеклоткани // 745884

Огнеупорный материалrft-s-if ?••-: ий i t.';j .- .. ,- // 390049

Шихта для изготовления глазури •^- // 288633

Огнеупорное покрытие по металлу // 282123

Фосфатное вяжущее для получения тугоплавких композиций // 2279413

Изобретение относится к производству огнеупорных композиций на основе фосфатных связующих, которые могут быть использованы для изготовления и ремонта футеровок печных агрегатов, а также для получения различных высокотемпературных покрытий

Способ защиты от износа термоструктурной детали из композитного материала с керамической матрицей, покрытие и деталь, полученные этим способом // 2461534

Высокопрочная нанопленка или нанонить и способ их получения (варианты) // 2492139

Изобретение относится к нанотехнологиям и предназначено для получения высокопрочной трубчатой или комбинированной нити, пленки или ленты (разница только в ширине) нанотолщины из тройной структуры бор-углерод-кремний B-C-Si (насколько мне известно, оно не имеет названия, поэтому далее будем называть его, а точнее - наноизделия из него - «старброн»)

Способ изготовления герметичных изделий из углерод-углеродного композиционного материала // 2497750

Изобретение может быть использовано в химической и химико-металлургической промышленности. Изготавливают пористую заготовку из углерод-углеродного композиционного материала (УУКМ) неполной, например половинной, толщины - внутреннюю оболочку. Герметизуют ее путем формирования на ее предварительно механически обработанной наружной или на ее внутренней и наружной поверхностях шликерного покрытия на основе углеродного порошка и временного безусадочного и невспенивающегося связующего, провязки его пироуглеродом при низком парциальном давлении углеродсодержащего газа и последующего формирования пироуглеродного покрытия. Затем на наружной поверхности внутренней оболочки нарабатывают каркас наружной оболочки, дополняющий заготовку до полной толщины, насыщают его пироуглеродом, механически обрабатывают по наружной поверхности и формируют герметичное покрытие. В качестве УУКМ наружной оболочки, дополняющей заготовку до полной толщины, используют тот же материал, что и для внутренней оболочки. Повышается ресурс работы герметичных изделий, работающих в химически агрессивных средах при высоких температурах и давлениях. 1 з.п. ф-лы, 3 пр.

Термоэрозионностойкое покрытие для углерод-углеродистых композиционных материалов // 2568205

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к теплозащитным покрытиям на рабочих и направляющих лопатках энергетических турбин, газовых турбин авиадвигателей, а также форсажных камер авиадвигателей, произведенных из углерод-углеродистого композиционного материала (УУКМ). Изобретение предлагает формирование на защищаемом элементе из УУКМ переходного демпфирующего слоя, состоящего из двух подслоёв: SiC и Al2O3, толщиной 10-150 мкм, промежуточного слоя, состоящего из боросиликатного стекла толщиной 70-100 мкм, и защитного слоя Al2O3 толщиной 100-150 мкм и пористостью 20-30%. Технический результат изобретения - повышение прочности сцепления покрытия с УУКМ, герметизация возникающих трещин боросиликатным стеклом, снижение остаточных и эксплуатационных напряжений в защитном покрытии, повышение стойкости к термоударам. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 2 ил.

Способ получения полых нагревателей сопротивления на основе углеродкарбидокремниевого материала // 2620688

Предложен способ получения полых трубчатых нагревателей из композиционного материала на основе углерода, кремния и карбида кремния путем пропитки расплавленным кремнием предварительно сформированной трубы из углеграфитовых тканей. Заготовку перемещают в вакуумной среде относительно капиллярного питателя, непрерывно подающего расплав кремния к ее внешней поверхности. По завершении процесса силицирования полученные изделия после незначительной доработки могут использоваться в качестве резистивных нагревателей, способных эксплуатироваться при температурах до 1300°С в среде воздуха. Технический результат – обеспечение равномерной пропитки заготовок кремнием и повышение технико-экономических показателей процесса производства труб. 1 ил.

Многослойное жаростойкое покрытие на изделиях из углерод-углеродных композиционных материалов // 2621506

Изобретение относится к области нанесения покрытий, в частности к многослойным жаростойким покрытиям на изделиях из углерод-углеродных композиционных материалов, и может быть использовано для деталей, работающих в условиях износа и воздействия коррозионно-активных сред, например, для сопловых лопаток газотурбинных двигателей. Многослойное жаростойкое покрытие, нанесенное на изделие из углерод-углеродного композиционного материала, содержит слой ZrN, нанесенный на изделие, средний слой из Ni22Cr10AIY и внешний теплоизоляционный слой на основе системы оксид алюминия - оксид титана, при этом внешний слой дополнительно содержит гексаборид лантана при следующем соотношении компонентов в слое, вес.%: гексаборид лантана (LaB6) 0,5-5,0, оксид титана (TiO2) 2,0-3,0, оксид алюминия (Al2O3) - остальное, причем толщины слоев покрытия: слоя ZrN, слоя Ni22Cr10AIY и слоя Al2O3-TiO2-LaB6 относятся между собой как 1:2,5:5. Изобретение направлено на повышение твердости покрытия и его адгезии к подложке при снижении плотности покрытия и коэффициента термического расширения. 1 пр., 1 табл.

Способ пропитки изделий из пористого углерод-углеродного композиционного материала // 2622061

Предлагаемое изобретение относится к области конструкционных материалов, работающих в условиях высокого теплового нагружения и окислительной среды и может быть использовано в химической, нефтехимической и химико-металлургической отраслях промышленности. В способе пропитки изделий из пористого углерод-углеродного композиционного материала, включающем обработку изделий на основе углеродного волокна хлоридом тантала в присутствии метана при нагревании, пропитку проводят методом химического осаждения из газовой фазы в инертной среде при температуре нагрева изделия до 940-970°С, а хлорида тантала - до 180-210°С. Концентрация хлорида тантала составляет 0,2-0,5 г/л, а расход метана 0,07-0,18 л/мин. Технический результат изобретения - получение изделия с высокой окислительной стойкостью за счет образования защитного барьерного слоя на его поверхности, позволяющего равномерно перераспределять внутренние термические напряжения, возникающие при нагреве. 1 пр., 1 табл.