Жаростойкое покрытие для фехралевых сплавов электронагревателей

Изобретение относится к области синтеза жаростойких покрытий для защиты фехралиевых сплавов. Технический результат изобретения - повышение прочности и термостойкости кордиеритовой керамики для электронагревательных элементов. Покрытие содержит следующие компоненты, мас.%: однозамещенный фосфат алюминия Al(H2PO4)3 - 33,5, кордиеритовый порошок Mg2Al4Si5O18 - 37,5, порошок твердоэлектролитной циркониевой керамики ZrO2 - 4, вода дистиллированная H2O - 25.

 

Предлагаемое изобретение относится к области создания жаростойких покрытий для защиты фехралевых сплавов от газовой коррозии, в частности электронагревательных элементов в приборостроении, металлургии, машиностроении и электротехнической промышленности.

Благодаря редкому сочетанию высокой термостойкости кордиеритовая керамика находит широкое применение в промышленности. Известным недостатком кордиеритовой керамики является невысокая прочность, что в рабочих условиях при температуре до 950°C приводит к растрескиванию покрытия нагревательных элементов и возникновению газовой коррозии проволоки из нихрома или фехраля.

Нагревательный элемент выполнен в виде трубки из кварцевого стекла, на которую намотан нихром или фехраль диаметром 0,2 мм. Для изоляции витков друг от друга спираль нагревательного элемента покрыта высокотемпературным керамическим составом (В.П. Пирог и др. Исследование градуировочной характеристики амперометрического диффузионного датчика кислорода, Приборы №3, 2008 г., стр. 32-35).

Известен способ упрочения пористой кордиеритовой керамики на основе талька, каолина и глинозема за счет изменения компонентного состава шихты (Патент №2036883 РФ, МКИ6 C04B 35/18, 1995). Для более точной корректировки состава в нее вводят дополнительно кварцевый песок и полевой шпат. Рассмотренный состав позволяет не только добиться удовлетворительного соотношения основных оксидов, но и регулировать содержание примесей, снизив содержание оксидов железа и титана и изменив содержание и соотношение оксидов щелочных металлов в соответствии с имеющимися в литературе рекомендациями и данных проведенных экспериментов. Заготовку формируют методом дублирования полимерной матрицы и спекают. После термообработки при 1350°C в кордиеритовой керамике и предложенном составе отсутствуют линии каких-либо фаз, кроме кордиерита гексагональной модификации. Прочность пористых кордиеритовых материалов составляет 0.48-1.05 МПа.

Целью изобретения является повышение прочности кордиеритовой керамики.

Указанная цель достигается тем, что в способе упрочнения кордиеритовой керамики, включающем подготовку шихты, содержащей кордиеритовый порошок Mg2Al4Si5O18, пропитку заготовки шликером, сушку и последующий отжиг, согласно предлагаемому техническому решению шихту подвергают предварительной механохимической активации однозамещенного фосфата алюминия Al(H2PO4)3 в водной среде с добавкой оксида циркония ZrO2.

Предложенное техническое решение иллюстрируется следующими примерами конкретного выполнения. В качестве сырьевых материалов использовали кордиеритовый порошок для горячего литья ТУ16-538-036-70, алюминий фосфорнокислый однозамещенный Al(H2PO4)3 ТУ6-09-858-76 и циркониевая твердоэлектролитная керамика ZrO2. Твердоэлектролитную керамику перед смешиванием предварительно подвергают мокрому помолу до среднего размера частиц не более 16 мкМ и высушивается. Готовится смесь следующего состава (мас.%): вода дистиллированная H2O - 25, однозамещенный фосфат алюминия Al(H2PO4)3 - 33,5, кордиеритовый порошок Mg2Al4Si5O18 - 37,5, порошок твердоэлектролитной циркониевой керамики ZrO2 - 4. Состав смеси рассчитан с учетом максимального приближения к составу стехиометрического кордиерита. Для приготовления смеси используется металлический стакан в котором в дистиллированной воде H2O растворяется однозамещенный фосфат алюминия Al(H2PO4)3, затем добавляется кордиеритовый порошок Mg2Al4Si5O18 и порошок твердоэлектролитной циркониевой керамики ZrO2. Раствор тщательно перемешивается с помощью металлического шпателя до однородной массы.

Введение добавки диоксида циркония ZrO2 позволяет повысить прочность кордиеритовой керамики и получить термостойкий плотноспекшийся материал обмазки электронагревательного элемента при температуре 1250°C.

Срок годности смеси 1-2 часа с момента приготовления. Готовая смесь - серовато-белая однородная масса.

Нанесение смеси производится в следующем порядке:

- подготавливается электронагревательный элемент;

- на рабочий стол укладывается металлическая пресс-форма, состоящая из двух частей;

- заполняются обе части пресс-формы готовой смесью с помощью металлического шпателя;

- электронагревательный элемент укладывается в первую часть пресс-формы и закрывается второй частью, зажимается, убираются излишки смеси и выдерживается в таком состоянии в течение 10-12 секунд;

- извлекается электронагревательный элемент из пресс-формы и сушится с обмазкой на воздухе при температуре 25±5°C в течение 2-х недель;

- электронагреватель с нанесенной смесью помещается в печь и нагревается до 1250°C с равномерным подъемом температуры со скоростью 100°C в час;

- при температуре 1250°C выдерживается в печи в течение 1 часа;

- охлаждается электронагревательный элемент от 1250°C до комнатной температуры вместе с печью.

Термостойкость покрытия из указанного состава составляет не менее 250 циклов при подъеме температуры от комнатной до 850°C в течение 15 минут и работе при этой температуре не менее 8 часов.

Жаростойкое покрытие для фехралиевых сплавов, включающее в себя кордиеритовый порошок Mg2Al4Si5O18 - 37,5 мас.%, отличающееся тем, что с целью повышения прочности керамики дополнительно содержит однозамещенный фосфат алюминия Al(H2PO4)3 - 33,5 мас.%, твердоэлектролитную циркониевую керамику ZrO2 - 4 мас.% и дистиллированную воду H2O - 25% от сухой смеси компонентов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к растворам-предшественникам нанокомпозитов, используемых для получения на подложке твердой тонкой пленки. Раствор-предшественник нанокомпозита содержит один или больше золь-гель предшественников металла и/или золь-гель предшественников полуметалла, полярный протонный растворитель в виде органической кислоты, и полярный апротонный растворитель в количестве от приблизительно 1 до 25 об.%.

Изобретение относится к галогенсодержащему оксоалкоксиду индия общей формулы In7O2(OH)(OR)12X4(ROH)x, в которой R означает алкил с 1-15 атомами углерода, Х означает фтор, хлор, бром, йод и х означает число от 0 до 10.

Изобретение относится к галогенсодержащему оксоалкоксиду индия общей формулы In6O2X6(OR)6(R′CH(O)COOR″)2(HOR)x(HNR″′2)y, в которой X означает фтор, хлор, бром и/или йод, R означает алкил с 1-15 атомами углерода, R′ означает алкил с 1-15 атомами углерода, R″ означает алкил с 1-15 атомами углерода, R″′ означает алкил с 1-15 атомами углерода, x означает число от 1 до 10 и y означает число от 1 до 10.
Изобретение относится к получению содержащих оксид индия слоев из безводного раствора. В способе безводную композицию, содержащую по меньшей мере один индий-галоген-алкоксид общей формулы InX(OR)2, в которой R=алкильный и/или алкоксиалкильный остаток и X=F, Cl, Br или I, и по меньшей мере один растворитель или дисперсионную среду, в определенной последовательности в безводной атмосфере наносят на подложку, облучают нанесенную на подложку композицию электромагнитным излучением с длиной волны ≤360 нм и при необходимости сушат и затем термически преобразуют в слой, содержащий оксид индия.

Изобретение относится к способу изготовления многослойного покрытия, образующего тепловой барьер, на металлической подложке из жаропрочного сплава и содержащего, по меньшей мере, один металлический подслой (13) и слой (14) керамики на основе диоксида циркония, стабилизированного иттрием и представляющего столбчатую структуру, определяющую поры.

Изобретение относится к получению содержащих оксид металла слоев из неводного раствора. Способ жидкофазного получения содержащих оксид металла слоев из неводного раствора включает нанесение на подложку безводной композиции, содержащую i) по меньшей мере один оксоалкоксид металла общей формулы MxOy(OR)z[O(R'O)cH]aXb[R”OH]d, в которой x означает число от 3 до 25, y означает число от 1 до 10, z означает число от 3 до 50, а означает число от 0 до 25, b означает число от 0 до 20, с означает число от 0 до 1, d означает число от 0 до 25, М означает индий, галлий, олово и/или цинк, R, R' и R” соответственно означают органический остаток, Х означает фтор, хлор, бром, йод, и ii) по меньшей мере один растворитель.
Изобретение относится к нанесению покрытий на металлические поверхности, особенно на поверхности колесных дисков из алюминиевого сплава многостадийным методом. Металлические поверхности сначала контактируют с водной композицией, содержащей значительное количество силана/силанола/силоксана/полисилоксана, с образованием силанового покрытия, а затем с водной композицией, преимущественно содержащей по меньшей мере одно фосфоновое соединение.

Группа изобретений относится к композиции покрытия для металлических устройств, обеспечивающей защиту от коррозии, защитной пленке, полученной из указанной композиции покрытия, и применению такой композиции покрытия.

Изобретение относится к технологии полупроводниковой микро- и наноэлектроники, а именно к золь-гель технологии получения сегнетоэлектрических тонких стронций-висмут-тантал-оксидных пленок на интегральных микросхемах, применяемых в частности в устройствах энергонезависимой памяти типа FRAM.

Изобретение относится к начальной стадии технологии осаждения алмазных пленок и может быть использовано для подготовки плоских подложек из различных материалов для дальнейшего осаждения на них однородных нанокристаллических алмазных пленок.

Группа изобретений относится к области изготовления керамических материалов для замещения дефектов костных тканей в области ортопедии, стоматологии, челюстно-лицевой хирургии, нейрохирургии, онкологии.

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано в травматологии и ортопедии, челюстно-лицевой хирургии и хирургической стоматологии для лечения дефектов костной ткани и в качестве материала-носителя лекарственных средств.
Изобретение относится к области медицины и касается керамических материалов для реконструктивно-пластических операций при поврежденных костных тканях. Описаны материалы на основе системы карбонат кальция - гидроксиапатит и/или каронатгидроксиапатит, содержащие от 20 до 80 масс.

Изобретение относится к материалам, пригодным для метода 3D формования и/или 3D печати, и может быть использовано для получения формованных изделий на основе фосфатов кальция, применяемых в медицине для костной инженерии в качестве матриксов, обладающих биологической совместимостью и остеокондуктивностью.

Изобретение относится к области медицины, а именно к способу получения порошкового материала на основе карбонатгидроксиапатита и брушита, который может быть использован для создания новых керамических, композиционных материалов, цементных масс и лечебных паст для травматологии, ортопедии, челюстно-лицевой хирургии и стоматологии.
Изобретение относится к медицине, а именно к стоматологии, и касается способа получения гидроксилапатитной керамики в качестве модели твердых тканей зуба для лабораторных испытаний стоматологических материалов in vitro.

Изобретение относится к области медицины и созданию новых материалов биомедицинского назначения, которые могут быть использованы при создании биоактивных кальций-фосфатных покрытий на имплантатах, при создании бифазных композитов на основе фосфатов кальция и сплавов титана.

Изобретение относится к получению керамики на основе ортофосфатов редкоземельных элементов и может быть использовано для изготовления конструктивных элементов в энергетических установках, в частности, в высокотемпературных микротурбогенераторных установках для малой энергетики.

Изобретение относится к композиционным материалам на основе кальцийфосфатной керамики с улучшенными прочностными характеристиками и может быть использовано для заполнения костных дефектов в травматологии и ортопедии, челюстно-лицевой хирургии и хирургической стоматологии.

Изобретение относится к химической технологии, конкретно к способу получения гидроксиапатита (ГА), обладающего антимикробной активностью, который может использоваться в медицине в качестве материала для замещения костных дефектов, в фармации, косметике, стоматологии, перевязочных средствах и в различных областях техники.

Изобретение относится к производству стеклокристаллического материала радиотехнического назначения и может быть использовано в керамической и авиационной промышленности.

Изобретение относится к области синтеза жаростойких покрытий для защиты фехралиевых сплавов. Технический результат изобретения - повышение прочности и термостойкости кордиеритовой керамики для электронагревательных элементов. Покрытие содержит следующие компоненты, мас.: однозамещенный фосфат алюминия Al3 - 33,5, кордиеритовый порошок Mg2Al4Si5O18 - 37,5, порошок твердоэлектролитной циркониевой керамики ZrO2 - 4, вода дистиллированная H2O - 25.

Наверх