Керамический материал
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ . К А ТОРС ОМУ СВИ !TÈIÑ ÂÓ
Союз Советскик
Социалистических республик (т844-9
1
t (6k) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 17. 05. 79 (21) 2767614/29-33 (я)м. кл.з с присоединением заявки Мо
С 04 В 35/42
Государственный комитет
СССР но делам изобретений н открытий (23) Приоритет
Опубликовано 230381, Бюллетень 89 11 (S3) УДК 666. 764. 36 (088.8) Дата опубликования описания 23. 03. 81 (72) Авторы изобретения,В.А. Близнюк, Т.К. Дамзова, И.А. Киянский, Ь.А. Питов, Ф.N.Ñïèðèäoíoâ и Д.Г. Кузнецов
Научно-производственное объединение
"Энергия" (71) Заявитель (54) КЕРАМИЧЕСКИИ МАТЕРИАЛ
Изобретение относится к высокотемпературным керамическим материалам на основе сложных окислов и может быть использовано при изготовлении окисных электрических нагревателей, электродов МГД-генератора и. других высокотемпературных изделий.
Известны керамические материалы на основе хромитов РЗЭ с различными добавками, предназначенные для электродов МГД-генератора, нагревателей и других высокотемпературных изделий (1) .
Наиболее близким к предлагаемому по составу ингредиентов и по техническим характеристикам является металлокерамический материал (2( со следующим составом ингредиентов, вес.Ъ:
Хромит Р33 (лантана) 65-99
Окись алюминия 1-35
Этот материал, а также и другие материалы на основе хромитов РЗЭ, имеют недостаточную термостойкость и высокую температуру спекания,близ- . кую к температуре разложения, что не обеспечивает достижения высокой плотности спеченного материала.
Цель изобретения — повышение термостойкости и плотности.
Поставленная цель достигается тем, что керамический материал,включающий хромит лантана и окись алюминия, дополнительно содержит окись лантана и окись лития при следующем соотношении компонентов, вес.В:
Окись алюминия 0,1-35
Окись лантана 0,5-4,0
Окись лития 0,1-3,0
Хромит лантана Остальное
Достижение указанных эффектов можно объяснить следующим образом.
При введении окиси лантана в состав материала последняя распределяется по границам зерен. При спекании материала на месте контакта окись алюминия — окись лантана образуется прочное соединение (алюминат лантана) с температурой плавления > 2100 С, на месте контакта окись лантана — хромит лантана окись лантана достраивает решетку хромита лантана эа счет связывания нескомпенсированных валентностей на поверхности зерна того и другого вещества.
Таким образом, при введении окиси лантана в материале увеличивается количество химических контактов на единицу объема керамического материала. Однако увеличение прочности, 814982
Т а б л и ц а
14,4
1750
1 аСгО 99,9
А О О
4,2
1750
2 LaCrO> 99,0
Ае О 1,0
9-10
1,8
1750
3 LaCrO 85,0
АЙ О 15,0
10,5
1650
5-7
1,4
1750
4 LaC г0 65, О
АgnО 35,0
0,4
1750
5 LaCr0 82,0
A f Q 15,0
La Li О 1,0 6 LaC гО 83,5 0,9 1650 0,2 ) 750 а следовательно и термостойкости материала может произойти только в случае большой дисперсности окиси лантана и равномерности ее распределения по объему материала. Поэтому окись лантана вводят в материал в виде частиц размером около 1 мк или в виде раствора нитрата лантана. Введение в состав материала окиси лития создает в компонентах материала на стадии спекания дополнительные дефекты, которые облегчают процесс диффузии ионов, а следовательно ускоряют процесс спекания и снижают его температуру, а также облегчают и делают более полным процесс взаимодействия по границам зерен в местах контактов. Оптимальное содержание окиси лантана составляет 0,5-3 вес.Ъ, большее и меньшее содержание окиси лантана снижает термостойкость. Повышение термостойкости и увеличение плотности материала наблюдается при введении окиси лития в количестве 0,1 вес.Ъ. При введении окиси лития в количестве более. 1 вес.Ъ увеличения термостойкости практичес-, ки не происходит. Нулевая пористость достигается при введении окиси лития в количестве 3,0 вес.%. Таким образом, оптимальное количество окиси лития составляет 0,1-3,0 вес. Ъ. Для получения материала изготовляют ряд смесей ингредиентов материала предлагаемого состава и материала известного. Из приготовленных смесей прессуют образцы в форме пластины размером 3х15х30 мм, в качестве связки используют раствор поливинилового спирта, давление прессования составляет 1 т/см Спрессованные образцы спекают в инертной атмосфере при 1650 С и 1750 С в те.чение 4-х часов. Полученные образцы подвергают испытанию на термостой15 кость (т.е. термоциклируют по режиму нагрев 1000 С вЂ” охлаждение до о 20 С в воде). Термоциклирование проводят до растрескивания образцов. Пористость определяют по формуле 20 P (1 — †) 100oo, где P . — расчетная, г теоретическая плотность материала образца, P — плотность материала образца, определенная при помощи 25 гидростатического взвешивания (пикнометрическая плотность). Конкретные составы образцов и их свойства, в сравнении с известным, представлены в таблице. 814982 Продолжение таблицы МР Состав матеп/и риала,вес.Ъ Темпера тура спекания в гелиисС Пористость,% 7 LaCrO+ 80 1750 0,8 А Е,О, 15,0 La>03 4,0 L эО 1iO 8 LaCrO> 82,9 1750 A Оз 15, О 1650 ба20 2,0 1,2 10 3,2 Li>0 0,1 9 LaC rO 80, О А Е,О, 15,0 1750 а, Оэ 2,О 1650 0,4 О 3,0 10 LaC rO> 96,9 1750 29-30 0,5 А В О з 0,1 1650 La О. 2,0 1,3 1,0 L i 0 11 LaC г0 62 1750 А 6>О, 35 La 0з 2Ä0 о г,о Способ получения предлагаемого 60 материала не меняется, по сравнению со способом получения известного материала ° Формула изобретения Керамический материал, включающий 65 хРомит лантана и окись алюминия, А а10э 15,0 La>0> 0,5 Li O 1,0 Более высокая термостойкость и ..;отность предлагаемого материала позволяет получить .иэделия из этих материалов, надежно работающие при выслких температурах в условиях отнов сительно резких перепадов температуPbl . Термостойкость количество термоциклов 1000 С20 С (вода) 814982 Составитель В. Соколова Техред Н. Ковалева Корректор С. Шекмар Редактор H. Лазаренко Тираж 660 Подписное,BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 952/38 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 отличающийся тем, что, с целью повышения термостойкости и плотности, он дополнительно содержит окись лантана и окись лития при следующем соотношении компонентов,вес.Ъ: Окись алюминия 0,1 — 35 Окись лантана 0,5-4,0 Окись лития 0,1-3,0 Хромит лантана Остальное Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Р 499248, кл. С 04 В 35/42, 1974. 2. Авторское свидетельство СССР М 492505, кл. С 04 В 35/42, 1974.
