Высокотемпературный керамический материал

 

Изобретение относится к неорганическим материалам и может быть использовано в огнеупорной промышленности, металлургии , энергетике, в частности для изделий , работающих при высоких температурах и нагрузках на воздухе или в контакте с агрессивными средами. Цель изобретения - повышение прочности и жаропрочности при сохранении высокой жаростойкости. Это достигается тем, что керамический материал содержит следующие компоненты, мас.%: диборид циркония 45-67; оксид иттрия 5-10; карбид кремния 5-22,3; диборид титана 5-33,2. Прочность материала на изгиб 280-370 МПа при пористости 15% и 85-125 МПа при пористости 30%. Жаропрочность образцов при 1500°С составляет 220-290 МПа и 70-92 МПа при пористости 15 и 30% соответственно. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ы)з С 04 В 35/58

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4732213/33 (22) 29.09.89 (46) 30.11.91. Бюл. ¹ 44 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт "Эталон" и Институт физики твердого тела АН СССР (72) С.Ф. Кондаков (53) 666.798.2(088.8) (56) Патент США ¹ 4705761, кл. С 04 В 35/56, опублик. 1987.

Авторское свидетельство СССР № 1571037, кл. С 04 В 35/58, 1988. (54) ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ (57) Изобретение относится к неорганическим материалам и может быть использоваИзобретение относится к неорганическим материалам и может быть использовано в огнеупорной промышленности, металлургии, энергетике, в частности для изделий, работающих при высоких температурах и нагрузках на воздухе или в контакте с агрессивными средами.

Цель изобретения — повышение прочности и жаропрочности при сохранении высокой жаростойкости.

Высокотемпературный керамйческий материал получают следующим образом..

Порошки указанных компонентов смешивают в необходимых соотношениях. Из полученной шихты прессуют заготовки (в гидростате без добавки пластификатора при 5-15 кбар или одноосным прессованием в металлических пресс-формах с добав„„SU„„1694553 А1 но в огнеупорной промышленности, металлургии, энергетике, в частности для изделий, работающих при высоких температурах и нагрузках на воздухе или в контакте с агрессивными средами. Цель изобретения— повышение прочности и жаропрочности при сохранении высокой жаростойкости. Это достигается тем, что керамический материал содержит следующие компоненты, мас, ; диборид циркония 45 — 67; оксид иттрия 5 — 10; карбид кремния 5 — 22,3; диборид титана 5-33,2, Прочность материала на изгиб 280 — 370 МПа при пористости 15% и

85-125 МПа при пористости 30%. Жаропрочность образцов при 1500 С составляет

220 — 290 МПа и 70 — 92 МПа при пористости

15 и 30 соответственно. 1 табл.

° и кой 5 — 10%-ного водного раствора поливи- О ниловуго спирта при давлениях 25-50 кг/мм ), которые затем спекают при 17001900"С в среде аргона. Для получения беспористых или малопористых (единицы, М процентов пор) заготовок используют горя- (F

i Фчч чее прессование.

Пример . Берут 100 г порошка диборида циркония (54,1 мас.%) с средним раз-. мером частиц 3 — 5 мкм, 15 г порошка оксида иттрия (8,1 мас.%) с средним размером частиц 3 — 5 мкм, 30 r порошка карбида кремния (16,2 мас.g) с средним размером частиц 5 мкм и 40 г порошка диборида титана (21,6 мас.%) с средним размером частиц 3 — 5 мкм, смешивают эти компоненты в шаровой мельнице в течение 40 ч, после чего из пол1694553 (э ватныйый

1 г з

1 4

5 б

30-5() 115

125

1 2(l

120

»0

7 5-6З,З

16,9

25,5

15,7 зо

33,2 г),b

31,5

14(180

220 г78

280 гзо гго

5-25,7

67

59,5

57

57

54,4

54,1

-20-35

68

9О

9г

150-255

28()

3 60

285

5-24, 6

22,З

5,9

5,(16,2

15 8

5, 7-10

7,1

7i1

7,3

8,1

7,7

0, 5-8

О,5-1

0,5-1

О,,5-1

0,5-1

О,5-1

0,5-!

0 5-1

Составитель Е,Юдина

Техред M.Ìîðãåíòàë KoppeKTo p Т, Колб

Редактор Т.Горячева

Заказ 4125 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям llpM ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент, r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ученной шихты прессуют заготовки и провофят их спекание.

Другие примеры получения керамического материала сведены в таблицу с указанием состава и свойств полученного материала, Из полученного таким способом матеиала были изготовлены образцы для испыаний на изгиб, жаропрочность (испытание а изгиб на 1500. С) и жаростойкость.

При испытаниях на изгиб использовались образцы размерами 4х4х25 мм, которые устанавливались в приспособление для четырехточечного изгиба и нагружались в испытательной машине "Instmn".

Жаропрочность определялась на таких

We образцах в вакуумной камере при

1500 С на машине "lnstron".

Жаростойкость керамического материала определялась на аналогичных образцах.

Определялось изменение массы образцов при окислении их на воздухе в печи при 1200 С в течение 10 ч.

Для всех видов испытаний на каждый состав испытывалось три-пять образцов, Из приведенных данных видно, что по сравнению с прототипом прочность керами5 ки увеличилась в 1,5, жаропрочность в 1,6 раза, при сохранении высокой жаростойкости.

Формула изобретения

10 Высокотемпературный керамический материал, включающий диборид циркония, карбид кремния и оксид иттрия, о т л и ч а-, ю шийся тем, что, с целью повышения, прочности и жаропрочнооти при сохране15 нии высокой жаростойкости, он дополнительно. содержит диборид титана при следующем соотношении компонентов, мас. .

Диборид циркония 45-67

20 Карбид кремния 5-22,3

Оксид иттрия 5 — 10

Диборид титана 5 — 33,2