Компазиционный материал

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ll), 585142 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 25.06.76 (2l) 2375439/29-33 с присоединением заявки К (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.1277.Бюллетень .% 47 (45) Дата опубликования описания 201277 (51) М. Кл.

С 04 В 35/56

Гаардаратааааый ааватат йааата Маааатрав GMP аа делам ааабрвтааай а атарытай (Бз) УДК 666.764. 5 (088. 8) (72) Авторы изобретения В.И.Касаточкин, H.È.Ðàáèí, В.В.Андрес и В,С,Саликов

Подмосковный Горнохимический завод

Pl) Заявитель (54) КОт4ПОЗИЦИОННЫИ NATEPHAJI

Изобретение относится к области получения новых химически стойких и жаропрочных композиционных материалов. Изделия из композиционного материала могут быть использованы в химическом машиностроении, металлур.. гии, литейном производстве для изготовления деталей, работающих в -химически агрессивных средах в условиях абразивного износа, а также в условиях высоких температур химической аппаратуры, металлургических агрегатах, аппаратах горнохимической промышленности.

Известен композиционный материал, включающий карбид кремния, кремний и железо (1).

Наиболее близким к изобретению являетсн композиционный материал, включающий карбид кремния cl u Jb модификации, свободный кремний, свободный углерод и твердый раствор углерода в кремнии(2 .

Недостатком таких составов является сложный химический состав, большой удельный вес, невысокая химическая устойчивость и стойкость против абразивного износа.

Цель изобретения - повышение хими ческой устойчивости, стойкости против абразивного износа и уменьшение удельного веса.

Это достигается тем, что композиционный материал содержит следующие б компоненты, вес.%: 1 -Карбид кремния 90"93

Кремний 7-10

Иэделия изготавливают по следую: щей технологии. т0

3 а гот ов ку и s cy бми кропори ст ого у r» лерода получают методом свободного формования, например, утряской порошка углерода с добавкой порошка, терта мореактивной смолы и последующим спеканием при невысоких температурах, позволяющим получить изделия простой и сложной формы. Затем заготовку из субмикропористого углерода пропитывают в печи Таммана в среде аргона парами кремния в интервале темпера,тур 2100-2400 С. Время выдержки

60 мин °.Получают сравнительно- простоя по химическому составу материал, содержащий 90-93% р -карбида кремния и 710% свободного кремния, который играет роль связующего в композиционном

Материале, Структура материала харак-,.

585142

)теризуется образованным в результате взаимодействия кремния с углеродом пространственным каркасом сросшихся кристаллитов j> -карбида кремния, име ющим алмазоподобную кристаллическую

Таблица 1

Наименован материала

Материал на основе Р -карбид кремния/кремний

2,49

7 93

Материал jh -карбид кремния/кремний

2,46

10 90 б 90 1 3,4.пения в течение 9 ч. на кубических образцах со стороной 20 мм у) (см.табл.2) .

Таблица 2

Агрес

Соляная кислота

Серная кислота

Азотная кислота

Плавиковая кислота

50 Царская водка"

40

Соляная кислота

Азотная кислота

В результате испытаний выявлено, что материал Р --карбид кремния/ 39

/кремний не разрушается и не теряет в весе. Поликристаллический материал на основе карбида кремния, приведенный в табл.1, теряет в весе(от 5,4 до

10% в соляной, серной и азотной кис- ® лотах и частично разрушается в плавиковои кислоте и в царской водке

Испытания на абразивный износ проводят на насадках гидроциклонов

250 мм, предназначенных для обезвоживания абразивной пульпы. Для испытания устанавливают песковые насадки изготовленные иэ материалов, указанных в табл.1.

Испытания показали, что увеличение внутреннего (рабочего) диаметра наМатериал на основе поликристаллического карбида кремния 3

Испытания на химическую стойкость материалов проводят в химически агрессивных средах при температуре ки1 решетку, в которой поры заполнены свободным кремнием.

Свойства иэделий изготовленных иэ ,предлагаемого состава приведены в табл.1. садок, изготовленных иэ материала прототипа, составило в течение 2-х месяцев непрерывной работы от 1,3 до

2,1 мм, что нарушило нормальную padoту гидроциклонов.

Внутренние диаметры насадок, изготовленных из материала -карбид кремния/кремний, работаааих в тех же условиях и при том же сроке испытания, не изнашивались.

Кроме того, изделия иэ предлагаемого композиционного материала обладают следующими механическими харак-. теристиками:

Плотность, г/смз 2,4"2,8

Предел прочности, кг/см2

При растяжении 300-500

585142

Составитель Л.Гостева

Ре акта A.Мо озова Техред И.Климко Корректор Н.Яцемирская

Заказ 4955/15 Тираж 764 Подписное

ПНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра ская наб., 4 5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

При сжатии 1300-4200

При изгибе 1200-1500

Ударная вязкость

I к г/см 4,.7

Полученный композиционный материал имеет невысокий удельный вес, устой чив в химически агрессивных средах и

Лротив абразивного износа.

Использование для получения пред лагаемого композиционного материала дешевого углеродного сырья — литейно

ro кокса, торфяного кокса, кокса иэ сарана и др., особенностью которых является субмикропористая структура, обеспечивающая свободное проникновение атомов кремния в объем углеродных частей, а также применение метода свободного формования для получения заготовки под пропитку кремнием, опре(деляют зкономическую эффективность полученного-материала.

Э

Формула изобретения

Композиционный материал, включающий Я .«карбид кремния и кремний, отличающийся тем, что, с целью повышения химической устойчнвости, стойкости против абразивного износа и уменьшения удельного веса

l он содержит следующие компоненты в вес.Ъг

Р-Карбид кремния 90-93

Кремний 7-10

15 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

9 250009 кл. С 04 В 35/56, 1968

2. Авторское свидетельство СССР

20;М 176070, кл. С 04 В 35/56, 1964,