Огнеупорный конструкционный керамический материал

Авторы патента:

ДАНИЛОВА Оксана Юрьевна (RU)

ЛУКИН Александр Валерьевич (RU)

ДОВГАЛЬ Алексей Николаевич (RU)

ЮРКОВ Андрей Львович (RU)

C04B35/565 - на основе карбида кремния

Владельцы патента RU 2563469:

Открытое акционерное общество "Волжский абразивный завод" (RU)

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.

Изобретение относится к огнеупорным материалам, в частности к огнеупорным материалам, которые могут быть использованы в черной и цветной металлургии в качестве футеровки доменных, шахтных и других печей.

Известен огнеупорный материал, состоящий, в основном, из 15% до 27% по весу нитрида кремния, 63% до 82% по весу карбида кремния, из более чем 0% до примерно 2% по массе оксида железа и с более от 0% до около 9% по весу окиси алюминия, имеющий плотность, по меньшей мере, около 2,7 г/см³ и прочность на изгиб, по меньшей мере, около 160 МПа, в котором частицы карбида кремния состоят из крупной фракции и мелкой фракции (патент US №4990469, С04В 35/56, опубл. 05.02.1991 г.). При этом нитрид кремния и карбид кремния содержат около 0,4% по весу окиси натрия. Указанные частицы карбида кремния состоят из около 50% по массе более крупных частиц и около 50% по массе мелких частиц. Размер частиц грубой фракции составляет от 20 до 150 мкм, а размер частиц мелкой фракции составляет от 0,1 до 10 мкм.

Недостатком этого изобретения является то, что в получаемом огнеупорном материале кроме фазы карбида кремния другие фазы являются фазами сложного состава. В заявленном материале нет никаких гарантий получения двухфазного огнеупорного материала и того, что все фазы этого материала обладали бы значительной огнеупорностью. К тому же добавка оксида натрия будет способствовать образованию стеклообразующих легкоплавких фаз.

Наиболее близким к заявленному композиционному керамическому материалу является огнеупорный материал из карбида кремния на связке из преимущественно β-сиалона, полученный в результате реакционного азотирования заготовок, состоящих из порошков карбида кремния, имеющих размер не более 200 мкм, источника оксидов металлов, тонкоизмельченного кремния и источника алюминия (патент US №5521129, С04В 35/565, С04В 35/599, опубл. 28.05.1996 г.). Содержание карбида кремния в огнеупорном материале может достигать 60%, в то время как суммарное количество связующей фазы, состоящей из преимущественно β-сиалона и от 5 до 30% нитрида кремния или из оксинитрида кремния и кислородсодержащего сиалона (О-сиалона), может достигать 40%. Прочность при 4-точечном изгибе при комнатной температуре может достигать 10 ksi (69 МПа) и 20 ksi (138 МПа), прочность при 4-точечном изгибе при температуре 1200°C может составлять 25 ksi (172 МПа), плотность может достигать 2,7 кг/см³ и 2,8 кг/см³, а пористость может составлять не более 13% и менее 1%. Привес массы при измерении стойкости к окислению по методике стандарта ASTM-C-863-77 в течение 200 часов при 1100°C может составлять менее 1%.

Недостатком такого огнеупорного материала являются слишком тонкий зерновой состав, а также многофазность данного материала. Согласно этому изобретению максимальный размер зерен составляет 200 мкм, что обеспечивает необходимый каркас огнеупора. Однако с целью повышения стойкости к коррозии, к абразивному износу и эрозии, которые необходимы для огнеупорных материалов в металлургии, целесообразно использовать более крупнодисперсный шихтовой состав. Известно, что в доменных печах огнеупорные материалы подвергаются не только действию высоких температур, но также и коррозии расплавами шлаков, жидкого металла, а также абразивному износу и эрозии перемещающихся нерастворенных кусков загружаемой шихты. В данном изобретении заявляется суммарное количество связующих фаз, в то время как сама связующая составляющая состоит из преимущественно β-сиалона и от 5 до 30% нитрида кремния или из оксинитрида кремния и кислородсодержащего сиалона (О-сиалона), т.е. может состоять как минимум из четырех различных веществ. Отсутствие постоянного химического состава будет приводить к уменьшению стойкости к коррозии, к абразивному износу и эрозии.

В основу изобретения положена задача, заключающаяся в получении огнеупорного конструкционного керамического материала, характеризующегося необходимым постоянным фазовым составом и крупнодисперсным зерновым составом каркаса.

При этом техническим результатом является повышение коррозионной стойкости и стойкости к абразивному и эрозионному износу.

Достижение вышеуказанного технического результата обеспечивается тем, что 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 - 7/12, 36/70, 220F, причем фракция 7/12 имеет размер зерен 2-3 мм.

Коррозия и окисление огнеупорных материалов могут происходить как в агрессивной газовой среде, так и в агрессивной жидкой среде, такой как расплавы. Если вязкость агрессивного расплава мала, то он может легко проникать в поры огнеупорного материала. Скорость реакций при окислении и коррозионном воздействии будет определяться площадью поверхности контакта огнеупорного материала с коррозионной газовой средой или средой расплава. Внутренняя поровая поверхность огнеупорного материала может существенно отличаться для огнеупорных материалов, представленных в основном крупными зернами, и для огнеупорных материалов, в которых структура представлена во многом мелкими зернами (при одинаковой пористости). При этом соответственно существенно может отличаться и площадь контакта, а следовательно, и скорость коррозии. При проникновении агрессивного расплава в поры огнеупорного материала, представленного мелкими зернами, площадь контакта агрессивного расплава и огнеупорного материала будет большой, а следовательно, большой будет и скорость реакции. И наоборот, если огнеупорный материал представлен крупными зернами, то площадь контакта агрессивного расплава и огнеупорного материала будет маленькой, а следовательно, и скорость реакции будет небольшой.

Предложенный огнеупорный конструкционный керамический материал характеризуется необходимым постоянным фазовым составом, представленным карбидом кремния, сиалоном, нитридом кремния, оксинитридом кремния, оксидом кремния, корундом и прочими примесными фазами, и крупнодисперсным зерновым составом каркаса, представленным, по крайней мере, тремя фракциями карбида кремния - 7/12, 36/70, 220F, из которых фракция 7/12 имеет размер зерен 2-3 мм. Зерна карбида кремния размером 2-3 мм практически совершенны, в них сохранены грани роста кристаллов, соответственно поверхность их мала и коррозионная стойкость высока.

Получение огнеупорного конструкционного керамического материала осуществляется следующим образом.

Огнеупорный конструкционный керамический материал может быть изготовлен методом прессования, вибропрессования, вибротрамбования, шликерным литьем, литьем по бетонной технологии, вибролитьем, а также любым другим методом получения керамических, огнеупорных, конструкционных и бетонных изделий с последующей температурной обработкой в среде азота при температурах от 1200 до 1600°C.

Производство огнеупорного конструкционного керамического материала начинается с приготовления формовочной массы. Приготовление формовочной массы включает в себя дозирование компонентов с последующим перемешиванием. При этом возможно использование многостадийного перемешивания. Основными этапами перемешивания являются сухое смешивание и смешивание с затворителем, в качестве которого обычно используется вода. Однако возможно использование других затворителей.

Для приготовления формовочной массы используется следующий шихтовой состав: карбид кремния черный или зеленый фракции 7/12 (3,35-1,5 мм), карбид кремния черный или зеленый фракции 14/30 (1,5-0,5 мм), карбид кремния черный или зеленый фракции 36/70 (0,5-0,25 мм), карбид кремния черный или зеленый фракции 80/180 (0,25-0,07 мм), карбид кремния черный или зеленый фракции 220F (0,07-0 мм), карбид кремния черный или зеленый фракции 325F (0,04-0 мм), циклонная пыль карбида кремния, карбид кремния черный или зеленый фракции - 10 мкм (0,01-0 мм), вода хозяйственно-питьевая ГОСТ 2761, азот особой чистоты 1-го сорта ГОСТ 9293, кремний технический молотый, пудра алюминиевая марки ПАП-1, ПАП-2 или иных ГОСТ 5494, декстрин кукурузный кислотный желтого или палевого цвета ГОСТ 6034, лигносульфонат кальция марки Лигнобонд ДД или Wafex Са 122 или других марок, глинозем металлургический марок Г000 до Г0 ГОСТ 30558 или глинозем неметаллургический марки ГК ГОСТ 30559.

Содержание компонентов формовочной массы приведено в таблице 1.

После приготовления формовочной массы производится ее вылеживание. После этого производится формообразование изделий. Огнеупорный конструкционный керамический материал может быть изготовлен методом прессования (в том числе вибропрессования), трамбования (в том числе пневмотрамбования, ручное трамбование), вибролитья, а также любым другим методом получения керамических, огнеупорных, конструкционных и бетонных изделий. Основными способами являются прессование и трамбование. Затем изделия выдерживаются в течение не менее 12 часов в помещении цеха, после чего осуществляется их сушка. Сушка изделий может осуществляться в тепловых агрегатах камерного или туннельного типа. Теплоносителем при сушке могут являться продукты горения природного газа, регенерированный теплоноситель или электрическая энергия. Температура сушки от 110 до 150°C. Время сушки от 12 до 120 часов. Затем осуществляется высокотемпературный обжиг изделий в среде газообразного азота при температурах от 1200 до 1600°C.

Использование указанного состава и содержания компонентов формовочной массы и описанная технология обеспечивает получение огнеупорного конструкционного керамического материала следующего фазового состава, 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 - 7/12, 36/70, 220F, причем фракция 7/12 имеет размер зерен 2-3 мм.

Огнеупорный конструкционный материал может иметь пористость от менее 1% до 19% и более в зависимости от применения и выбранной технологии формования заготовок.

Физико-механические показатели готовых изделий приведены в таблице 2.

Для применения в черной металлургии более вероятно применение огнеупорного материала из карбида кремния на связке из сиалона с числом z, равным от 1,5 до 3.

Для применения в цветной металлургии более вероятно применение огнеупорного материала из карбида кремния на связке из сиалона с числом z, равным от 0,2 до 1.

Огнеупорный керамический материал из карбида кремния на связке из сиалона может применяться также и в виде бортовой футеровки алюминиевых и магниевых электролизеров и других тепловых агрегатов цветной металлургии, а также для мусоросжигательных заводов и в машиностроении и в других областях промышленности в качестве огнеупорного, термостойкого, коррозионностойкого, конструкционного, износостойкого и ударостойкого материала.

Получаемые материалы имеют высокую стойкость к окислению по стандарту ASTM С863 - 2010 и коррозионную стойкость по стандарту ASTM С454 - 2010 по методу Беттелхем Стил Bettleham Steel.

Примеры готовых изделий с указанием конкретных величин их коррозионной стойкости и стойкости к эрозионному износу приведены в таблице 3.

Огнеупорный конструкционный керамический материал, включающий карбид кремния и связующую фазу на основе сиалона, отличающийся тем, что он содержит карбид кремния, сиалон, нитрид кремния, оксинитрид кремния, оксид кремния, корунд и прочие примерные 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 - 7/12, 36/70, 220F, причем фракция 7/12 имеет размер зерен 2-3 мм.

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.

Шихта керамического материала для высокотемпературного применения в окислительных средах // 2498963

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.

Композиционный керамический материал в системе sic-al2o3 для высокотемпературного применения в окислительных средах // 2498957

Изобретение относится к керамическому материаловедению, в частности к получению композиционного материала для высокотемпературного применения на основе тугоплавких бескислородных и оксидных соединений.

Способ изготовления изделий из углерод-карбидокремниевого материала // 2494962

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.

Способ изготовления изделий из углерод-карбидокремниевого материала // 2494043

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.

Способ изготовления изделий из углерод-карбидокремниевого материала // 2494042

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.

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 образцов для экспресс-оценки качества графитированного наполнителя при силицировании изделий на его основе // 2475462

Изобретение относится к способу получения углеродсодержащих образцов, предназначенных для проведения экспресс-оценки качества графитированного наполнителя для изготовления силицированных изделий на его основе.

Способ нанесения покрытия на покрытую карбидом кремния подложку // 2466116

Изобретение относится к способу нанесения покрытия на деталь с выполненной из карбида кремния (SiC) поверхностью. .

Способ получения порошковой композиции на основе карбосилицида титана // 2460706

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.

Жаростойкая сотовая конструкция // 2565600

Настоящее изобретение относится к области композитных конструкций, применяемых в качестве жаростойкого теплообменника или фильтра в летательных аппаратах гражданской авиации, авиакосмической и ракетной техники. Жаростойкая сотовая конструкция содержит сотоблок, заключённый в корпус, и состоит из карбида кремния и диспергированных в нем не более 14 мас.% частиц углерода. Сотоблок представляет собой множественное чередование сопряженных между собой плоских перфорированных пластин и гофрированных непроницаемых перегородок, причем образующая гофров каждой предыдущей непроницаемой перегородки перпендикулярна образующей гофров каждой последующей непроницаемой перегородки. Сотоблок расположен в корпусе так, что у одной из совокупностей непроницаемых гофрированных перегородок образующие гофров параллельны направлению ввода рабочей среды, а у другой совокупности - перпендикулярны этому направлению, при этом откидное днище выполнено глухим и сопрягается с корпусом перпендикулярно направлению ввода рабочей среды. Торец корпуса, параллельный этому направлению, снабжен крышками с патрубками для вывода отработанной среды. Проводка потока рабочей среды осуществляется через перфорированные пластины ячеистой структуры сотового наполнителя. Технический результат изобретения - повышение температуры эксплуатации и эффективности использования изделий. 4 ил.

Полимерная композиция для получения карбида кремния // 2605257

Изобретение относится к химической промышленности для получения термостойких высокопористых изделий из карбида кремния, которые используют в качестве фильтров, теплоизоляции, абсорбентов. Полимерная композиция для получения карбида кремния стехиометрического состава в виде готовых пористых изделий содержит порошкообразное фенольное связующее на основе новолачной фенолформальдегидной смолы и уротропина, смазку, в качестве которой используют стеарин или стеарат цинка, и носитель диоксида кремния, в качестве которого используют измельченные кварцевые волокна из промышленных отходов их производства, при следующем соотношении компонентов, мас.%: измельченные кварцевые волокна - 45,2-48,7; фенольное связующее - 46,1-52,0; смазка - 2,0-5,5. Изобретение обеспечивает расширение источников сырья для получения карбида кремния, повышение химической чистоты готового продукта, а также рациональное использование промышленных отходов производства кварцевого волокна. 1 табл., 5 пр.

Способ получения композиционного порошка mb2-sic, где m=zr, hf // 2615692

Изобретение относится к неорганической химии и неорганическому материаловедению, конкретно к получению порошковых материалов состава MB2-SiC, где М = Zr, Hf, содержащих нанокристаллический карбид кремния. Получаемые композиционные порошки ZrB2-SiC и/или HfB2-SiC могут быть применены для нанесения защитных антиокислительных покрытий на углеродсодержащие материалы, в том числе и армированные углеродными и карбидокремниевыми волокнами, графитовые материалы, и для изготовления ультравысокотемпературных керамических материалов, используемых, в основном, для создания авиационной, космической и ракетной техники, отопительных систем, теплоэлектростанций, в технологиях атомной энергетики, в химической и нефтехимической промышленности. Получают композиционный порошок, обладающий повышенной окислительной стойкостью, представляющий собой композицию диборида циркония и/или диборида гафния с 10÷65 об. % нанокристаллического карбида кремния, для чего готовят раствор фенолформальдегидной смолы с массовым содержанием углерода от 5 до 40% в органическом растворителе, в котором диспергируют порошок диборида циркония и/или диборида гафния, после чего в полученную суспензию вводят тетраэтоксисилан с концентрацией от 1⋅10-3 до 2 моль/л, обеспечивающей стехиометрический синтез карбида кремния, а также кислотный катализатор гидролиза тетраэтоксисилана, далее при перемешивании проводят гидролиз тетраэтоксисилана при температуре 0÷95°C гидролизующими растворами с образованием геля, затем осуществляют сушку полученного геля при температуре 0÷250°C и давлении 1⋅10-4÷1 атм до прекращения изменения массы, полученный ксерогель подвергают двухстадийной термической обработке при пониженном давлении, на первой стадии при температуре от 400 до 1000°C в течение 0,5÷12 часов, на второй стадии при температуре от 1100 до 1450°C в течение 0,5÷12 часов. Получают композиционные порошки MB2-SiC, где М = Zr, Hf, содержащие нанокристаллический карбид кремния, характеризующиеся отсутствием посторонних фаз и повышенной окислительной стойкостью в токе воздуха по сравнению с порошками индивидуальных HfB2 и ZrB2. 4 з.п. ф-лы, 4 ил., 4 пр.

Способ получения ультравысокотемпературного керамического композита mb2/sic, где m = zr, hf // 2618567

Изобретение относится к технологии получения окислительно-стойких ультравысокотемпературных керамических композиционных материалов состава MB2/SiC, где М=Zr и/или Hf с нанокристаллическим карбидом кремния, которые могут быть использованы в качестве окислительно-, химически- и эрозионно-стойких материалов в потоках воздуха при температурах выше 2000°С, для создания авиационной, космической и ракетной техники, отопительных систем, теплоэлектростанций, а также в технологиях атомной энергетики, в химической и нефтехимической промышленности. Способ получения керамического композита MB2/SiC, где M=Zr и/или Hf, характеризующегося повышенной окислительной стойкостью, содержащего нанокристаллический карбид кремния в количестве от 10 до 65 об.%, заключается в том, что готовят раствор фенолформальдегидной смолы с массовым содержанием углерода от 10 до 40% в органическом растворителе, в котором диспергируют порошок диборида циркония и/или диборида гафния путем одновременного механического перемешивания и ультразвукового воздействия, после чего в полученную суспензию вводят тетраэтоксисилан с концентрацией от 1⋅10-3 до 2 моль/л и катализатор гидролиза тетраэтоксисилана, далее при перемешивании проводят гидролиз тетраэтоксисилана при температуре 0÷95°С гидролизующими растворами с образованием геля, затем осуществляют сушку полученного геля при температуре 0÷250°С и давлении 1⋅10-4÷1 атм до прекращения изменения массы, после чего осуществляют термическую обработку полученного ксерогеля при температуре от 400 до 800°С в течение 0,5÷12 ч в бескислородной атмосфере и при давлении ниже 1⋅10-4 атм с образованием высокодисперсного химически активного промежуточного продукта состава MB2/(SiO2-C), который далее подвергают высокотемпературному спеканию при температуре от 1600 до 1900°С в течение 0,1÷2 ч при механическом давлении от 20 до 45 МПа. Изобретение позволяет получать при относительно низких температурах и механическом давлении ультравысокотемпературные керамические композиты MB2/SiC, где M=Zr и/или Hf, обладающие повышенной окислительной стойкостью в токе воздуха, содержащие от 10 до 65 об.% нанокристаллического карбида кремния, без примесей посторонних фаз. 6 з.п. ф-лы, 6 ил., 4 пр.

Способ получения керамического композита с мультиканальной структурой // 2622067

Изобретение относится к области создания высокотемпературных конструкционных керамических композиционных материалов с матрицей на основе Ti3SiC2, а именно к способу получения композитов с мультиканальной структурой, т.е. имеющих регулярную систему протяженных изолированных полых каналов. Технический результат изобретения: возможность получения керамических композитов с матрицей на основе Ti3SiC2, имеющих регулярную систему протяженных изолированных полых каналов, с применением метода обратных реплик, предполагающего проведение термической обработки исходных заготовок при температуре существенно ниже температуры плавления металлических (титановых) вкладышей. Согласно способу получения керамического композита с матрицей на основе Ti3SiC2, реакционная композиция, составленная из протяженных титановых элементов (вкладышей) в форме стержней или трубок, уложенных регулярным образом, и керамической массы на основе карбида кремния, заполняющей пространство между титановыми элементами, подвергается термической обработке в неокислительных условиях при 1350-1500°С. Используемая керамическая масса содержит карбид кремния в качестве основного компонента, добавки углерода и/или карбида титана, а также временную технологическую связку из органического полимера, обеспечивающую дообжиговую прочность заготовки. 2 ил., 7 пр.

Способ пропитки кремнием полых изделий из пористого материала, содержащего карбид кремния, и устройство для его осуществления // 2623391

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к производству керамических огнеупорных изделий на основе карбида кремния, используемых в полупроводниковой технологии, ядерной энергетике, например при изготовлении пеналов для захоронения радиоактивных отходов. Способ заключается в приведении изделия в контакт с расплавом кремния с помощью элемента с капиллярной структурой, нагреве кремния до 1430-1700°C и изделия до 1260-1400°C, выдержке при указанных температурах и охлаждении при осевом градиенте температуры в изделии 25-60°C⋅м-1. Транспортирование кремния к изделию осуществляется по элементу с капиллярной структурой, оканчивающемуся наконечником из кварцевой трубки с капиллярным центральным отверстием, обеспечивающим истечение расплава кремния со скоростью 15-25 г/мин. Устройство для пропитки кремнием полых изделий из пористого материала, содержащего карбид кремния, состоит из герметичной камеры, установленного в ней резистивного нагревателя, тигля, питателя, выполненного из материала с капиллярной структурой, подставки и экрана, расположенного между нагревателем и изделием, имеющего высоту не менее высоты изделия и переменную толщину b, уменьшающуюся по высоте экрана. Питатель оканчивается наконечником из кварцевой трубки с капиллярным центральным отверстием диаметром 0,5-1,0 мм и расположенным над пропитываемой заготовкой на расстоянии 5-10 мм. Техническим результатом изобретения является повышение выхода годных изделий и улучшение качества их поверхности. 2 н.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Способ получения карбида кремния // 2627428

Изобретение относится к неорганической химии и касается технологии получения карбида кремния восстановлением в электрических печах сопротивления. Способ включает дозирование кремнеземсодержащих материалов и углеродистых восстановителей, загрузку их в электрическую печь сопротивления и ведение восстановительной плавки, при этом вначале вокруг керна загружают слой шихты, содержащей кварцит фракцией 6-10 мм, затем следующим слоем загружают шихту, содержащую кварцевый песок и/или кварцит фракцией 0,3-6,0 мм, после чего в верхнюю часть печи и на периферию загружают слой шихты, содержащий кварцевый песок фракцией менее 0,3 мм и мелкодисперсный кремнезем фракцией менее 0,22 мм, при следующем соотношении компонентов кремнеземсодержащего сырья, мас. %: кварцит фракцией 6,0-10 мм - 20-30, кварцевый песок (кварцит) фракцией 0,3-6,0 мм - 50-70, кварцевый песок фракцией менее 0,3 мм - 5-8, мелкодисперсный кремнезем фракцией менее 0,22 мм - 5-15. Кварцевый песок фракцией менее 0,3 мм и мелкодисперсный кремнезем перед загрузкой шихты предварительно могут быть смешаны с кварцевым песком фракцией 0,3-6 мм. Технический результат изобретения состоит в увеличении производительности процесса при использовании дешевых кремнеземсодержащих материалов. 1 з.п. ф-лы, 9 пр.

Способ обработки нитей из карбида кремния // 2641045

Изобретение относится к способу обработки нитей из карбида кремния, применяемых для армирования композиционных материалов. Способ включает стадию химической обработки нитей водным раствором кислоты, содержащим фтористоводородную кислоту и азотную кислоту, при температуре 10-30°С для удаления диоксида кремния, который присутствует на поверхности нитей, и для образования слоя микропористого углерода. Указанный водный раствор содержит фтористоводородную кислоту в количестве 0,5-4 моль/л и азотную кислоту в количестве 0,5-5 моль/л, при этом молярное отношение HF/HNO3 составляет менее чем 1,5. Изобретение также относится к способу получения волокнистой заготовки, включающему образование волокнистой структуры, включающей обработанные нити из карбида кремния, и применения указанной заготовки для получения детали, изготовленной из композиционного материала. Технический результат изобретения – улучшение поверхности нитей для последующего связывания с пироуглеродом. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 2 ил., 6 пр.

Герметичное изделие из высокотемпературного композиционного материала, армированного длинномерными волокнами, и способ его изготовления // 2641748

Изобретение может быть использовано при изготовлении герметичных изделий, предназначенных для работы под избыточным давлением при высоких температурах и воздействии окислительной среды при её одностороннем или двустороннем доступе к изделию. Герметичное изделие монолитной конструкции выполнено из высокотемпературного композиционного материала (КМ), армированного длинномерными волокнами и включает внутреннюю 1 и наружную 2 оболочки. Герметичное покрытие 3, совместимое по коэффициенту линейного термического расширения (клтр) с материалом внутренней 1 и наружной 2 оболочек, расположено между ними. Оболочки 1 и 2 выполнены из высокомодульного высокопрочного углерод-углеродного и/или углерод-карбидокремниевого композиционного материала, и/или композиционного материала, открытые поры углерод-карбидокремниевой матрицы которого заполнены оксидной матрицей того же состава, что и состав материала герметичного покрытия 3, имеющего состав Y2O3×Al2O3×SiO2 или Y2O3×Al2O3×HfO2×SiO2. Между покрытием 3 и наружной 2 оболочкой расположено барьерное покрытие 4, исключающее непосредственный контакт материала покрытия 3 с углеродом и/или кремнием и термодинамически совместимое с указанным покрытием. Между внутренней 1 оболочкой и покрытием 3 либо также расположено барьерное покрытие 4, либо внутренняя оболочка 1 выполнена из углерод-карбидокремниевого композиционного материала, не содержащего в своем составе свободного кремния. Барьерное покрытие 4 формируют перед формированием оксидного покрытия 3 на внутренней оболочке 1, а наружную 2 оболочку формируют поверх оксидного покрытия 3. Герметичное покрытие дополнительно может быть нанесено со стороны наружной 6 и/или внутренней поверхности изделия. Полученные изделия имеют большую толщину и высокую прочность при пониженном весе. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил., 6 пр.

Способ получения карбида кремния // 2642660

Изобретение относится к технологии получения карбида кремния для изготовления приборов СВЧ-техники, оптоэлектроники и силовой техники. Карбид кремния получают из шихты, содержащей нанопорошки кремнийсодержащего (SiO, SiO2, H2SiO3) и углеродсодержащего (углевод общей формулы Cn(H2O)m, где n≥12; m=n-1, многоатомный спирт общей формулы CnH2n+2On, где n≥2, альдегидные либо кетонные производные многоатомных спиртов общей формулы (CH2O)n, где n≥3 компонентов, приготовленной в деионизованной воде, с последующим ступенчатым нагревом в три стадии: до температуры 145-195°C с выдержкой 1,5-3 ч, до 800-1000°C с выдержкой 0,4-1 ч и до 1450-1650°C с выдержкой в течение 1-1,5 ч. Получают порошок карбида кремния белого цвета высокой чистоты - 1⋅10-5 ат.% с выходом годного продукта порядка 80-85%. 3 пр.