Шихта для получения пористого проницаемого материала

 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности, к пористым проницаемым материалам. Сущность изобретения: предложена шихта для получения пористого проницаемого материала, которая имеет следующий состав, мас.%: никель 44 - 52; коррозионно - стойкое стекло 5 - 20; титан остальное. 1 табл.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к шихтам для получения пористых проницаемых материалов (ППМ) методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС), и может быть использовано для получения фильтрующих элементов, диспергаторов и других изделий различной формы и размеров для работы в агрессивных средах.

Известна шихта для получения пористых проницаемых материалов, представляющая собой порошок титана. При изготовлении материала шихта подвергается спеканию в атмосфере аргона в два этапа при 750-920^оС в течение 3 ч.

Недостатками шихты являются высокая стоимость получаемого материала, обусловленная энергоемкостью и продолжительностью спекания, а также невысокая коррозионная стойкость материала, обусловленная интенсивным взаимодействием чистого титана с большинством агрессивных сред.

Известна шихта для получения пористого проницаемого материала - никелида титана, выбранная в качестве прототипа. Шихта состоит из порошков титана и никеля в эквивалентном соотношении, мас.%: титан 45, никель 55 и приготовляется из исходных порошков путем механического смешения всухую в атмосфере воздуха. Пористый проницаемый материал изготовляется для шихты путем ее формирования, кратковременного нагрева до 300-350^оС и возбуждения в шихте самораспространяющегося высокотемпературного синтеза.

Недостатком шихты является низкая коррозионная стойкость получаемого пористого проницаемого материала, обусловленная быстрым растворением агрессивными средами.

Целью изобретения является повышение коррозионной стойкости получаемого материала.

Это достигается тем, что шихта, содержащая титан и никель, дополнительно содержит порошок коррозионно-стойкого стекла при следующем соотношении компонентов, мас.%: Никель 44-52 Коррозионно-стойкое стекло 5-20 Титан Остальное При проведении самораспространяющегося высокотемпературного синтеза в шихте предлагаемого состава происходит плавление коррозионно-стойкого стекла и его растекания по поверхности пор образующегося материала за счет смачивания и поверхностного натяжения. Полученный материал представляет собой пористый каркас на основе никелида титана, полностью покрытый тонкой пленкой коррозионно-стойкого стекла. Возможность использования материала в агрессивных средах обеспечивается высокой коррозионной стойкостью стеклянной пленки, предохраняющей пористый каркас от непосредственного соприкосновения с агрессивной средой.

При содержании порошка коррозионно-стойкого стекла в шихте менее 5 мас. % его недостаточно для образования защитной пленки на всей поверхности пористого каркаса. При содержании порошка стекла в шихте более 20 мас.% температура горения шихты в режиме СВС понижается за счет поглощения тепла инертным стеклом, что приводит к срыву горения.

Для экспериментальной проверки изобретения были подготовлены образцы шихты с различным соотношением компонентов (см.таблицу).

Из каждого образца шихты были синтезированы образцы пористого проницаемого материала с последующим изучением его структуры и испытанием на коррозионную стойкость. Для экспериментов использовался порошок титана марки ПТХ, порошок никеля марки ПНК-)Т1, порошок коррозионно-стойкого стекла марки "N 36" дисперсностью менее 80 мкм, полученный механическим размолом компактного стекла. Дозировка компонентов осуществлялась на аналитических весах с точностью до 10^-3 г. Смешение компонентов шихты производили в лабораторном смесителе типа "пьяная бочка" на воздухе в течение 32 ч. Шихту помещали в вакуумируемый реактор и нагревали в печи электросопротивления до 300-350^оС, после чего инициировали реакцию СВС путем касания торца образца раскаленной вольфрамовой спиралью.

Полученные образцы имели вид цилиндрического штабика диаметром 30 и высотой 50 мм и использовались для приготовления металлографических шлифов, применяемых при изучении структуры материала, а также для испытаний на коррозионную стойкость. Изучение структуры полученных материалов осуществлялось на оптическом микроскопе "Неофет-30".

Коррозионная стойкость материалов оценивалась по относительному изменению их массы при выдержке в 10%-ной азотной кислоте в течение 48 ч при комнатной температуре.

В таблице приведены характеристики структуры, а также результаты испытаний на коррозионную стойкость материалов, полученных при различном соотношении компонентов в исходной шихте.

Из данных таблицы видно, что материал, полученный из шихты с заявляемым соотношением компонентов, полностью устойчив в агрессивной среде, разрушающей материал, полученный из шихты-прототипа.

Применение предлагаемой шихты позволяет изготовлять пористые проницаемые материалы (ППМ) и изделия из них, способные эксплуатироваться в условиях агрессивных сред, повысить надежность и срок службы материалов и изделий из них за счет повышенной коррозионной стойкости.

Формула изобретения

ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРИСТОГО ПРОНИЦАЕМОГО МАТЕРИАЛА, содержащая титан и никель, отличающаяся тем, что, с целью повышения коррозионной стойкости материала, она дополнительно содержит порошок коррозионно-стойкого стекла при следующем соотношении компонентов, мас.%: Никель 44 - 52 Коррозионно-стойкое стекло 5 - 20 Титан Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1