Способ получения порошковой композиции на основе карбосилицида титана


 


Владельцы патента RU 2460706:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к производству керамических составов на основе карбосилицида титана, может быть использовано в машиностроительной и горнодобывающей промышленности, в инструментальном и ремонтном производствах для получения износостойких покрытий деталей узлов трения. Способ получения порошковой композиции на основе карбосилицида титана включает получение порошковой смеси, состоящей из титана, карбида кремния и графита, взятых в мольном соотношении 3:1,25:0,75, механосинтез в планетарной вакуумированной мельнице при частоте вращения барабана 320 об/мин, в прерывистом режиме, холодное прессование, термообработку в вакуумной печи при температуре 1350°C в течение 3 часов и последующий размол полученного образца в планетарной мельнице с применением титановой оснастки до получения порошка нужного размера. Технический результат изобретения - получение порошковой композиции с высоким содержанием карбосилицида титана без нежелательных примесей. 3 пр.

 

Изобретение относится к производству порошковых керамических композиций на основе карбосилицида титана, может быть использовано в машиностроительной и горнодобывающей промышленности, в инструментальном и ремонтном производствах для получения износостойких покрытий деталей узлов трения.

Карбосилицид титана Ti3SiC2 обладает уникальным комплексом физико-механических свойств. За счет слоистого строения кристаллической решетки, которое позволяет охарактеризовать его как наноструктурное слоистое соединение, карбосилицид титана обладает свойством квазипластичности, что повышает его стойкость к повреждениям. Защитные покрытия из карбосилицида титана выдерживают знакопеременные нагрузки, удары и вибрации.

Известен способ получения композита, состоящего из карбосилицида титана Ti3SiC2 (89 мас.%), карбида титана TiC (6 мас.%) и фазы на основе железа (5 мас.%) (патент РФ №2341839, МПК H01C 7/00, 2007). Порошки ферросилиция (ФС), титана и углерода, взятые в количестве, мас.%: ФС-75 - 17, Ti - 70, C - 13, тщательно перемешивают, прессуют в форме цилиндров при небольшом давлении 5-10 атм, помещают в реактор и осуществляют поджиг реакционной смеси с помощью спирали из вольфрамовой проволоки. Синтез проводят в режиме горения в инертной атмосфере (аргоне при давлении 4-10 атм). После остывания продукт извлекают из реактора. Продукт, благодаря тому, что основу его составляет карбосилицид титана, легко измельчается до дисперсности менее 50 мкм. В дальнейшем полученный порошок смешивают с 40%-ным раствором полимерного связующего, и полученную суспензию используют для нанесения электропроводящих покрытий, обладающих высокой температурной стабильностью.

Известен способ получения карбосилицида титана (Окано и др. «Synthesis and Mechanical Properties of Ti3SiC2 Ceramic» 1993 г., журнал Advanced Materials'93) методом горячего прессования порошка, полученного следующим образом: смесь порошков титана, карбида титана и кремния прессуется, затем спекается при температуре 1300-1600°C в вакууме в течение 1 часа и измельчается.

Известен способ получения порошка карбосилицида титана, описанный в патенте US 005882561 «Способ производства плотных керамических изделий», МПК C04B 35/56, приоритет 16.03.1999 г. Вначале готовят смесь порошков титана Ti, карбида кремния SiC и графита в мольном отношении соответственно 1:0,33:0,33. Затем смесь порошков перемешивается в коническом смесителе в течение 2 часов и обрабатывается методом холодного прессования под давлением 180 МПа для получения бруска прямоугольной формы. Брусок помещается в вакуумную печь, где нагревается в условиях вакуума в течение одного часа при скорости нагрева 600°C/час, после чего охлаждается в печи и измельчается.

В дальнейшем порошок Ti3SiC2 используется для получения плотного керамического материала путем соединения с порошком TiSi2 с последующим перемешиванием, холодным прессованием и термообработкой.

Наиболее близким техническим решением является способ получения композиционного материала на основе карбосилицида титана, приведенный в патенте RU 2372167 (МПК B22F 3/14, C22C 1/05, C22C 29/00, приоритет 06.11.2007 г., опубл. 20.05.2009 г.), включающий следующие стадии: приготовление порошковой смеси, состоящей из титана, кремния, углерода или соединений, их содержащих; механосинтез порошковой смеси в вакуумированной планетарной мельнице при частоте вращения барабана 260-330 об/мин, предпочтительно 320 об/мин, при массовом соотношении порошковой смеси и мелющих тел 1:30, в прерывистом режиме; горячее прессование механосинтезированной порошковой смеси при давлении прессования 10-15 МПа и выдержке в течение 0,5-3,0 ч при температуре 1350-1450°C в вакууме или атмосфере инертного газа. Мольное отношение исходных порошков титана, карбида кремния и графита составляет 3:1,25:0,75. Способ по патенту RU 2372167 позволяет получить высокоплотный композиционный материал с высоким содержанием карбосилицида титана - 90 мас.%, остальное - карбид титана.

Недостатком указанного изобретения является намол нежелательных примесей в процессе механосинтеза порошковой смеси, снижающих содержание карбосилицида титана в целевом продукте, при использовании традиционных стальных вакуумируемых кювет планетарной мельницы и стальных мелющих тел.

Технической задачей данного изобретения является получение порошковой композиции с высоким содержанием карбосилицида титана для дальнейшего напыления на детали узлов трения.

Технический результат достигается тем, что в способе получения порошковой композиции на основе карбосилицида титана, включающем приготовление порошковой смеси, состоящей из титана, карбида кремния и графита, взятых в мольном соотношении 3:1,25:0,75, механосинтез порошковой смеси в планетарной мельнице при частоте вращения барабана 260-330 об/мин в прерывистом режиме, холодное прессование, термообработку в вакууме при 1350°C в течение 3 ч с получением спеченного полупродукта, согласно техническому решению механосинтез порошковой смеси проводят титановыми мелющими телами, а размол спеченного полупродукта осуществляют в титановых вакуумируемых кюветах планетарной мельницы.

Использование титана в качестве материала кювет и мелющих тел позволяет предотвратить намол вредных примесей, например железа, хрома, ванадия и других металлов, содержащихся в традиционно применяемой стальной оснастке - стальных кюветах и стальных мелющих телах. Вредные примеси препятствуют взаимодействию между частицами титана, карбида кремния и графита и приводят как к увеличению содержания побочных продуктов реакции, например TiC, так и различных фаз, включающих Fe и другие вредные примеси, в микроструктуре спеченного продукта, соответственно, снижая выход карбосилицида титана при синтезе. Наличие этих фаз также снижает температуру разложения карбосилицида титана.

Процесс механосинтеза включает гомогенизацию, сухое измельчение и твердофазные реакции. Механосинтез порошковой смеси в высокоэнергетической планетарной мельнице позволяет получить предельную степень измельчения кристаллитов, которые после обработки находятся в высоконеравновесном состоянии, что увеличивает реакционную способность компонентов порошковой смеси, поэтому процессы формирования карбосилицида титана происходят при меньших температуре и продолжительности термообработки. В процессе механосинтеза в исходной порошковой смеси образуется от 15 до 30% карбосилицида титана. Полученную механосинтезированную порошковую смесь подвергают холодному прессованию, термообработке в вакуумной печи с получением спеченного полупродукта и последующему размолу спеченного полупродукта до получения порошковой композиции с заданным размером частиц.

Способ получения порошковой композиции на основе карбосилицида титана заключается в следующем.

Исходные порошки титана, карбида кремния и графита, взятые в мольном соотношении 3:1,25:0,75 соответственно, перемешивают в смесителе со смещенной осью вращения в течение 20 минут. Затем приготовленную порошковую смесь подвергают механосинтезу в высокоэнергетической планетарной мельнице до достижения содержания фазы карбосилицида титана в смеси порошков 15-30%.

Для исключения намола постороннего вещества в процессе механосинтеза в высокоэнергетической планетарной мельнице используют титановые мелющие тела.

Для исключения влияния оксидной атмосферы на порошковую смесь процесс механосинтеза ведут в вакуумируемых кюветах.

Разгрузку механосинтезированной порошковой смеси по окончании механосинтеза желательно проводить в атмосфере защитного газа (аргона) ввиду повышенной активности поверхности частиц порошковой смеси. Атмосфера аргона предотвращает самовозгорание механосинтезированной порошковой смеси, находящейся в высоконеравновесном состоянии. Разгрузка в атмосфере аргона позволяет осуществить постепенную пассивацию механосинтезированной порошковой смеси, после чего с ней можно работать на воздухе.

Затем проводят холодное прессование механосинтезированной порошковой смеси на гидравлическом прессе при давлении прессования 300 МПа с получением прессовки.

Термообработку прессовки производят в вакуумной печи СНВЭ-1.3.1/16И1. Прессовку в вакуумной камере печи располагают на молибденовой подложке. Откачивают воздух из камеры, создают давление в камере не выше 10-2 Па, включают нагрев. Скорость нагрева не более 10°C/мин. Длительность выдержки при температуре спекания Т=1350°C составляет 3 часа, после чего нагрев выключают и спеченный полупродукт остывает вместе с вакуумной печью.

Полученный спеченный полупродукт - композиционный материал на основе карбосилицида титана, предварительно раскалывают в титановой пресс-форме до среднего размера частиц 3 мм, затем проводят размол частиц в высокоэнергетической планетарной мельнице. Поскольку карбосилицид титана обладает относительно высокой твердостью, то намол материала кювет и мелющих тел неизбежен. С целью исключения намола вредных примесей для размола спеченного полупродукта используют титановые кюветы и титановые мелющие тела. Во время размола порошок периодически просеивают через набор сит с соответствующими размерами ячеек для отбора порошковой композиции определенного гранулометрического состава. Порошковую композицию с частицами большей фракции отправляют на дальнейший размол.

Ниже приведены примеры практической реализации предлагаемого способа. Примеры 2 и 3 позволяют сравнить использование стальной и титановой оснастки при осуществлении способа.

Пример 1

Исходные порошки 17,71 г титана ТПП-7 фракции менее 125 мкм, 6,18 г карбида кремния технического фракции менее 10 мкм, 1,11 г графита С-1 перемешивают в смесителе со смещенной осью вращения в течение 20 минут. Получают порошковую смесь.

Механосинтез приготовленной порошковой смеси 3Ti+1,25SiC+0,75C производят на планетарной мельнице САНД. Кюветы планетарной мельницы, загруженные порошковой смесью и 188 г титановых мелющих тел, устанавливают в гнезда планетарной мельницы и закрепляют их. Включают мельницу и охлаждающий вентилятор. Устанавливают рабочую скорость вращения мельницы равной 320 об/мин. На управляющем компьютере запускают программу - задают режим механосинтеза. Цикличность обработки: 20 мин - механосинтез, охлаждение - в течение 40 минут. Общее время механосинтеза составляет 3 часа (9 циклов). После окончания процесса механосинтеза кюветы охлаждают до температуры ниже 30°C, разгрузку титановых кювет осуществляют в герметичном боксе, заполненном аргоном.

Затем механосинтезированную порошковую смесь подвергают холодному прессованию при давлении 300 МПа с получением прессовки.

Спекание прессовки производят в вакуумной печи СНВЭ-1.3.1/16И1. Прессовку в вакуумной камере печи располагают на молибденовой подложке. Откачивают воздух из вакуумной камеры, создают давление не выше 10-2 Па, включают нагрев. Скорость нагрева - не более 10°C/мин. Продолжительность выдержки при температуре Т=1350°C составляет 3 ч, после чего нагрев выключают и спеченный полупродукт остывает вместе с вакуумной печью.

Спеченный полупродукт - композиционный материал на основе карбосилицида титана, предварительно раскалывают в титановой пресс-форме до среднего размера частиц 3 мм, затем проводят размол частиц в планетарной мельнице САНД с использованием титановых кювет и титановых мелющих тел. Во время размола получаемую порошковую композицию периодически просеивают через набор сит с соответствующими размерами ячеек. Группы получаемой порошковой композиции по гранулометрическому составу: не более 40 мкм, 40-60 мкм, более 60 мкм. Порошковую композицию фракции более 60 мкм отправляют на дальнейший размол.

Содержание карбосилицида титана в спеченном композиционном материале на основе карбосилицида титана и, соответственно, в полученной порошковой композиции, составляет 95 мас.%, остальное - карбид титана.

Пример 2

Готовят порошковую смесь из 35,43 г титана ТПП-7 фракции менее 125 мкм, 12,35 г карбида кремния технического фракции менее 10 мкм, 2,22 г порошка графита С-1 перемешиванием в смесителе со смещенной осью вращения в течение 20 мин. Приготовленную порошковую смесь загружают в стальные кюветы планетарной мельницы САНД. Кюветы вакуумируют до остаточного давления менее 10 Па. Подготовленные стальные кюветы устанавливают на барабан мельницы и проводят механосинтез при частоте вращения барабана мельницы 280 мин-1 в циклическом режиме: продолжительность механосинтеза в цикле 20 мин с промежуточными охлаждениями в течение 1 ч. Суммарная продолжительность механосинтеза 3 ч (9 циклов). После окончания процесса механосинтеза кюветы охлаждают до температуры ниже 30°C (продолжительность охлаждения не менее 1 ч) и помещают в герметичный бокс, который заполняют аргоном. Разгерметизацию и разгрузку стальных кювет проводят в герметичном боксе, наполненном аргоном.

После механосинтеза с использованием стальных кювет в механосинтезированной порошковой смеси на 1-3 мас.% повышается содержание железа.

Далее проводят холодное прессование механосинтезированной порошковой смеси при давлении прессования 300 МПа с получением прессовки.

Спекание прессовки производят в вакуумной печи СНВЭ 1.3.1/16И1. Прессовку в вакуумной камере печи располагают на молибденовой подложке. Откачивают воздух из камеры до давления не выше 10-2 Па, включают нагрев. Скорость нагрева - не более 10 град./мин. Продолжительность выдержки при температуре 1350°C составляет 3 ч, после чего нагрев отключают и спеченный полупродукт - композиционный материал на основе карбосилицида титана, остывает вместе с вакуумной печью.

Спеченный полупродукт раскалывают в титановой пресс-форме до среднего размера частиц 3 мм, затем проводят размол частиц в планетарной мельнице САНД с использованием стальных мелющих тел и стальных кювет. После размола порошок просеивают через сита 40 и 60 мкм. Фракцию более 60 мкм отправляют на дальнейшее измельчение, целевыми являются фракции не более 40 мкм и 40-60 мкм.

Содержание карбосилицида титана в спеченном полупродукте - композиционном материале и, соответственно, в полученной порошковой композиции, составляет 80%, остальное - карбид титана, также присутствуют следы железа, появляющиеся вследствие намола материала оснастки.

Пример 3

Готовят порошковую смесь следующего состава: 35,43 г титана ТПП-7 фракции менее 125 мкм, 12,35 г карбида кремния технического фракции менее 10 мкм, 2,22 г порошка графита С-1 и перемешивают ее в смесителе со смещенной осью вращения в течение 20 минут. Затем подготовленную порошковую смесь и 375 г титановых мелющих тел загружают в титановые кюветы планетарной мельницы САНД, которые вакуумируют до давления менее 10 Па. Загруженные титановые кюветы устанавливают на барабан мельницы и проводят механосинтез при частоте вращения барабана мельницы 320 мин-1 в циклическом режиме (продолжительность механосинтеза в цикле 20 мин с промежуточными охлаждениями в течение 1 ч). Суммарная продолжительность механосинтеза 3 ч (9 циклов). После окончания процесса механосинтеза кюветы охлаждают до температуры ниже 30°C (продолжительность охлаждения не менее 1 ч) и разгружают.

Затем проводят холодное прессование механосинтезированной порошковой смеси на гидравлическом прессе при давлении прессования 300 МПа с получением прессовки.

Термообработку прессовки производят в вакуумной печи СНВЭ 1.3.1/16И1. Прессовки в вакуумной камере печи располагают на молибденовой подложке. Откачивают воздух из камеры до давления не выше 10-2 Па, включают нагрев. Скорость нагрева - не более 10 град./мин. Длительность выдержки при температуре 1350°C составляет 2 часа, после чего нагрев отключают и спеченный полупродукт остывает вместе с вакуумной печью.

Спеченный полупродукт раскалывают в титановой пресс-форме до среднего размера частиц 3 мм, затем проводят размол частиц в планетарной мельнице САНД с использованием титановых кювет и титановых мелющих тел, что предотвращает попадание нежелательных примесей на стадии размола. После размола порошок просеивают через сита 40 и 60 мкм. Фракцию более 60 мкм отправляют на дальнейшее измельчение, фракции не более 40 мкм и 40-60 мкм используют либо для изготовления высокоплотных образцов, либо для нанесения защитных покрытий.

Содержание карбосилицида титана в спеченном композиционном материале и, соответственно, в полученной порошковой композиции на основе карбосилицида титана не менее 97 мас.%, остальное - карбид титана. Применение титановой оснастки исключает намол вредных примесей в процессе механосинтеза порошковой смеси и размола спеченного полупродукта и позволяет получать порошковые композиции с высоким содержанием карбосилицида титана.

Таким образом, заявляемое изобретение позволяет получать порошковые композиции с высоким содержанием карбосилицида титана для дальнейшего нанесения защитных покрытий.

Способ получения порошковой композиции на основе карбосилицида титана, включающий приготовление порошковой смеси, состоящей из титана, карбида кремния и графита, взятых в мольном соотношении 3:1,25:0,75, механосинтез порошковой смеси в планетарной мельнице при частоте вращения барабана 320 об/мин в прерывистом режиме с применением титановых мелющих тел, холодное прессование, термообработку в вакууме при 1350°C в течение 3 ч с получением спеченного полупродукта, размол спеченного полупродукта в планетарной мельнице с применением титановой оснастки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области производства композиционного материала на основе карбида кремния и сложного оксидного связующего, способного работать в агрессивных средах, а также в условиях ударно-динамических нагрузок, а именно в качестве материала для пар трения и бронезащитных изделий.

Изобретение относится к области материаловедения, в частности к высокотемпературным керамическим материалам, и может быть использовано для получения огнеупорного конструкционного материала на основе карбида кремния и кремния.

Изобретение относится к производству керамических изделий, работающих при высоких температурах в агрессивных и абразивных средах, а также в условиях ударно-динамического воздействия.
Изобретение относится к упрочненным керамическим изделиям с высокой пористостью, пригодным для изготовления фильтров. .

Изобретение относится к огнеупорным изделиям и может быть использовано, в частности, при изготовлении емкостей для получения алюминия путем электролиза. .

Изобретение относится к монолитным огнеупорам, а именно к леточным массам, используемым для закрытия леток доменных печей после выпуска чугуна и шлака. .
Изобретение относится к области производства конструкционных изделий на основе углерода или графита, в частности силицированного графита. .
Изобретение относится к технологии нанесения керамических покрытий на углеродсодержащие материалы - углеродные волокна и нанотрубки с целью защиты изделий на их основе от окисления на воздухе при повышенных температурах эксплуатации.

Изобретение относится к области получения композиционных материалов на основе углерода и изделий из них, подлежащих эксплуатации в условиях комплексных статических и динамических нагрузок при температурах до 2000°С в окислительной среде и высокоскоростных потоков продуктов сгорания топлива (авиакосмическая техника, высокотемпературное электротермическое оборудование и т.д.).

Изобретение относится к способу нанесения покрытия на деталь с выполненной из карбида кремния (SiC) поверхностью
Изобретение относится к способу получения углеродсодержащих образцов, предназначенных для проведения экспресс-оценки качества графитированного наполнителя для изготовления силицированных изделий на его основе
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»)

Изобретение может быть использовано в химической, нефтехимической и химико-металлургической отраслях промышленности, а также в авиатехнике для получения конструкционных материалов, работающих в условиях высокого теплового нагружения и окислительной среды. На заготовке из пористого углеграфитового материала формируют шликерное покрытие на основе композиции из силицирующего агента и временного связующего. Внутренние слои шликерного покрытия формируют на основе нитрида кремния, а наружные - на основе кремния или капсулированного в нитридкремниевой оболочке кремния. Силицируют заготовку путем нагрева до 1800°С в вакууме или при атмосферном давлении в аргоне, выдержки 1-2 ч при 1800-1850°С и охлаждения. Первый режим включает нагрев от 1000°С до температуры образования расплава кремния со скоростью 350-500 град/час; до 1650°С - со скоростью не менее 200-250 град/час и до 1800°С - со скоростью не менее 100-200 град/час. Второй режим включает нагрев от 1000°С до 1300-1400°С со скоростью 200-250 град/час, изотермическую выдержку в этом интервале 40-60 мин, нагрев до 1700°С со скоростью не менее 300-350 град/час и с 1700 до 1800°С - со скоростью не менее 100-200 град/час. В обоих режимах нагрев в интервале 1600-1650°С производят при давлении в реакторе не более 300 мм рт.ст., а нагрев в интервале 1650-1800°С, изотермическую выдержку при 1800-1850°С и охлаждение - при давлении в реакторе не более 36 мм рт.ст. Упрощается способ изготовления крупногабаритных изделий, повышается чистота их поверхности и прочность. 3 з.п. ф-лы, 2 табл., 29 пр.

Изобретение может быть использовано в химической, нефтехимической и химико-металлургической отраслях промышленности, а также в авиатехнике для изготовления конструкционных материалов, подвергающихся воздействию агрессивных сред и механическим нагрузкам. Изготавливают заготовку из пористого углеграфитового материала, формируют на ней шликерное покрытие на основе композиции из силицирующего агента и временного связующего. В качестве силицирующего агента используют порошок нитрида кремния, а в качестве временного связующего по всей толщине или по крайней мере в наружном слое шликерного покрытия - жидкое стекло или кремнийорганическое силоксановое связующее. Затем проводят силицирование путем нагрева заготовки в вакууме до температуры 1800°С, выдержки в течение 1-2 часов при 1800-1850°С и охлаждения. При силицировании в насыщенных парах кремния давление в реакторе не более 35 мм рт.ст. и скорость нагрева в интервале 1350-1650°С не менее 300-350 град/час. При силицировании в ненасыщенных парах кремния поверх сформированного шликерного покрытия дополнительно формируют слой шликерного покрытия на основе порошка кремния и жидкого стекла или кремнийорганического силоксанового связующего. Упрощается способ изготовления крупногабаритных изделий из углерод-углеродного композиционного материала, обеспечивается высокая чистота их поверхности и высокая прочность.

Изобретение может быть использовано при получении конструкционных материалов, работающих в условиях высокого теплового нагружения и окислительной среды, для химической, нефтехимической, химико-металлургической промышленности и авиатехники. На заготовке из пористого углеграфитового материала формируют шликерное покрытие на основе композиции из силицирующего агента и временного связующего. Шликерное покрытие выполняют комбинированным с внутренним слоем на основе композиции из порошка нитрида кремния и некоксообразующего полимерного связующего и наружным - на основе композиции из смеси порошков карбида кремния и кварца, взятых в соотношении 1:(2-3), и жидкого стекла, или силоксанового связующего, или коллоидного раствора кремнезема в воде. Затем проводят силицирование путем нагрева заготовки в вакууме до температуры 1800°C, выдержки в течение 1-2 часов при 1800-1850°C и охлаждения. Силицирование проводят в парах кремния при давлении в реакторе не более 35 мм рт.ст., для чего в садку дополнительно устанавливают тигли с кремнием. Нагрев в интервале 1400-1700°C ведут со скоростью не менее 300-350 град/час. Упрощается способ изготовления крупногабаритных изделий из углерод-карбидокремниевого материала, обеспечивается высокая чистота их поверхности и высокая прочность. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к керамическому материаловедению, в частности к получению композиционного материала для высокотемпературного применения на основе тугоплавких бескислородных и оксидных соединений. Техническим результатом изобретения является повышение окислительной и термической стойкости. Композиционный керамический материал для высокотемпературного применения в окислительных средах содержит оксид алюминия, оксид магния и карбид кремния при следующем соотношении компонентов, мас.%: Al2O3 - 20-50; MgO - 5-10; SiC - остальное. Причем оксид алюминия и оксид магния имеют дисперсность 120-400 нм, а карбид кремния - 0,1-5 мкм. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 5 пр., 1 табл.
Изобретение относится к керамическому материаловедению, в частности к получению материала для высокотемпературного применения на основе тугоплавких бескислородных и оксидных соединений, характеризующегося высокой прочностью, термической и окислительной стойкостью, стойкостью к термоудару при градиенте температуры до 2000 К в условиях воздействия высокоскоростного окислительного потока. Технический результат заключается в возможности использования указанного керамического материала при температуре Т=1800°С при комплексном воздействии механических и тепловых нагрузок в условиях окислительных сред. Это достигается тем, что композиционный керамический материал для высокотемпературного применения в окислительных средах получают из шихты, содержащей SiC, Y2O3, Al2O3 и/или Al2O3·MgO, при следующем соотношении компонентов, (% мас.): SiC 76-80, Y2O3 4-5, Al2O3 и/или Al2O3·MgO - остальное. Получаемый керамический материал имеет следующие характеристики: плотность 99% от теоретической, прочность при изгибе 400±25 МПа, прочность при сжатии 1200±40 МПа, твердость по Виккерсу 25-27 ГПа, K1c - 8,5-10,0 МПа·м1/2, окислительная стойкость ≤0,015 мг/см2сек, рабочая температура 1800°С. 5 пр., 1 табл.
Изобретение относится к керамическим композиционным материалам и может быть использовано при изготовлении деталей и узлов неохлаждаемых конструкций нового поколения авиационных газотурбинных двигателей с повышенными характеристиками удельной мощности и топливной экономичности, работающих при температурах до 1750°С в условиях воздействия окислительных сред. Техническим результатом изобретения является повышение жаростойкости изделий. Керамический композиционный материал включает кремний, углерод, карбид кремния и оксидную систему ZrO2-HfO2-Y2O3 при следующем соотношении компонентов, мас. %: Si - 15-30; С - 20-40; оксидная система ZrO2-HfO2-Y2O3 - 3-15; SiC - остальное. Причем оксидная система ZrO2-HfO2-Y2O3 имеет химический состав, мас. %: ZrO2 - 55-80; HfO2 - 15-30; Y2O3 - 3-15. 2 табл.

Изобретение относится к огнеупорным материалам, которые могут быть использованы в черной и цветной металлургии в качестве футеровки доменных, шахтных и других печей. Техническим результатом является повышение коррозионной стойкости и стойкости к абразивному и эрозионному износу. Огнеупорный конструкционный керамический материал, включающий карбид кремния и связующую фазу на основе сиалона, содержит карбид кремния, сиалон, нитрид кремния, оксинитрид кремния, оксид кремния, корунд и прочие примесные фазы при следующем соотношении фаз, мас.%: карбид кремния 60-95, сиалон до 25, нитрид кремния до 25, оксинитрид кремния до 10, оксид кремния до 3, корунд до 5 и прочие примесные фазы до 3 при их суммарном содержании. При этом карбид кремния представлен по крайней мере тремя фракциями, причем наиболее крупная фракция имеет размер зерен 2-3 мм. 3 табл.
Наверх