Огнеупорный керамический материал

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСМОМУ С ВТВЛЬСТВУ ()863566 (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 141279 {21) 2853008/29-33 с присоединением заявки Йо— (23) Приоритет—

Опубликовано 150%81. бюллетень Н9 34

Дата опубликования описания 1509.81 (51)М. Кл З

С 04 В 35/48

С 04 B 35/1.0

Государственный «омитет

СССР ио делам изобретений и от«рытий

f53) УДК 666.63 (088. 8) (72) Авторы изобретения

С.В.Калабухова, В.А.Туманов, Е.И.Герасева и Е.В.Фролов (71) Заявитель (54) ОГНЕУПОРНЫЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

Изобретение относится к огнеупор- ным керамическим материалам на основе окисных систем, устойчивым в условиях работы с резкими температурными перепадами (1300 С вЂ” вода) в о агрессивной окислительной среде.

Керамические материалы, обладающие термоустойчивостью с успехом применяются в металлургической промышленности в качестве конструкционных материалов, работающих в условиях динамических нагрузок в агрессивных средах, таких как расплавы никелевых сплавов.

Предлагаемый материал может найти применение при изготовлении облицовочных плиток, плавильных ванн, колпачков термопар и т.п., работающих в условиях температур до 1300 С и агрессивной окислительной среде с резкими перепадами температур от

1300 до 10-15ОС.

Известен огнеупорный материалт включающий, мол.Ъ: 2гОд7б-7В, А1 0З 11-11,6, Cr20 2,4-11, который обладает относительно высокой устойчивостью по отношению к резким колебаниям температуры. Он выдерживает о до 17 теплосмен по режиму 1300 Свода (здесь и далее вора берется при температуре 10-15оС) 1 °

Однако для более экономичного использования материала требуется более высокая термостойкость.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному является огнеупорный керамический материал (2), включаю10 щий, вес.В:

ZrO 32-34

NdgO 6-8

Al@O 48-50

Ь

L1 О 8-14

15 Однако этот материал имеет недостаточно высокую термостойкость.

Цель изобретения — повышение термостойкости.

20 Поставленная цель достигается тем, что огнеупорный керамический,материал, содержащий ZrO« Nd O>t AlgOg и Ь| О, дополнительно содержит МоЕИ при следующем соотношении компонен- тов, вес.%:

ZrO 31-32

Nd@0g 5-6

Al@Og 47-49

Ы 10 9-11

30 NoSi g 4-6

863566

Данный высокоогнеупорный материал содержит эвтектический сплав окисaos A1g+ Zr 0 (ZrOg стабилизирована

ИЗ О ), L О и MoS g, в котором соединение MoSi обладает весьма высокой теплопроводностью Х= 24,5 Вт/(м К) и высокой прочностью при сжатии, которая составляет 113 кг/мм0- при комнатной температуре, это является причиной повышения термостойкости и прочностных характеристик предлагаемого материала.

Пример 1. Окись циркония в количестве 360 r стабилизированную

5% окиси неодима, перемешивают с

490 г окиси алюминия в этиловом спирте(Т : Ж 1:0,7) на валковой мельни- 15 це в барабане из карбида вольфрама в течение 48-52 ч.

Полученную смесь брикетируют, подсушивают при 200 С, затем плавят в молибденовом тигле при 1950 C s ва- Щ куумной печи типа CIIIBJI.

Плавленые! слитки измельчают в барабане из карбида вольфрама, затем к полученной шихте добавляют 110 r окиси лития и 40 r Mo54 в виде порош- 25 ка..Шихту перемешивают в течение 4852 ч в барабане из карбида вольфрама.

Образцы изготавливают прессованием шихты при добавлении 53 поливинилового спирта по отношению к массе °

Давление прессования 1000-1200 кг/см .Л

Полученные брикеты подвергают отжигу в вакууме с подъемом температуры

500 С/ч до 1750 С с выдержкой при этой температуре в течение 2 ч.

Пример 2. Окись циркония в количестве 380 r, стабилизированную

6% окиси неодима, перемешивают с

470 г окиси алюминия в этиловом спирте (Т Ж=1:0,7) на валковой мельнице в барабане из карбида вольфра- 4Q ма в течение 48-52 ч. Полученную смесь брикетируют, подсушивают при

200 С, затем плавят в молибденовом о тигле при 1950 С в вакуумной печи типа СШВЛ.

Плавленые слитки измельчают в. барабане иэ карбида вольфрама, затем к полученной шихте добавляют 100 r порошковой окиси лития и 50 r порошкового дисилицида молибдена, шихту перемешивают в течение 48-52 ч в барабане из карбида вольфрама. Образцы изготовляют прессованием шихты при добавлении 5% поливинилового спирта по отношению к массе, Давление прессования 1000-1200 кг/см . Полученные брикеты подвергают отжигу в вакууме с подъемом температуры

500 С/ч до 1750 С с выдержкой при этой температуре в течение 2 ч °

Пример 3. Окись циркония, стабилизированную 6% окиси неодима, в количестве 380 r перемешивают с

470 r окиси алюминия в этиловом спирте (Т:Ж=1 0,7) на валковой мельнице в барабане из карбида вольфрама в течение 48-52 ч. Полученную сМесь брикетируют, подсушивают при 200 С, затем плавят в молибденовом тигле при

1950 С в вакуумной печи типа СШВЛ.

Плавленые слитки измельчают в ба- рабане из карбида вольфрама, затем к полученной шихте добавляют 90 г порошковой окиси лития и 60 г порошкового дисилицида молибдена. Шихту перемешивают в течение 48-52 ч в барабане из карбида вольфрамами Образцы изготавливают прессованием шихты при добавлении 5% поливинилового спирта по отношению к массе Давление прессования 1000-1200 кг/см . Полученные брикеты подвергают отжигу в вакууме с подъемом температуры

500 С/ч до 1750 С с выдержкой при этой температуре в течение 2 ч.

Свойства полученных образцов представлены в таблице.

863566

Состав, вес.Ъ.

Пористость, В

Коэффициент теплоироиолности, Вт (и К) Предел прочности при сжатии, кг/мм

А1 0

ЯаяОЗ

Li 2O

NoSig (-вода ),ос.

6,5

49

70, 160

19,2

19,8

47

6,2

172

184

47

6,0

20,1

Известный

7,0-7 5 32-37 145-167 18,0-18,5

Составитель В.Соколова

Редактор О.Персиянцева Техред Л.Пекарь Корректор N.Демчик »

Заказ 7690/36 Тираж 663 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, X-35, Раущская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4

Как видно из таблицы, термостойкость предлагаемого материала, оцененная по количеству теплосмен по ре- щ о жиму 1300 С - вода, эначительно превышает термостойкость (более чем в

2 раза) известного материала при испытаниях по тому же тепловому режиму.

Пористость сравниваемых материалов почти одинакова. Теплопроводность предлагаемого материала имеет более высокие значения, чем теплопроводность известного материала, это является одной из причин возрастания его термостойкости. 10

Использование предлагаемого материала увеличит срок службы изготовляемых иэ этого материала деталей.

Формула изобретения

Огнеупорный керамический материал, 4 .содержащий г О,Иди А1 0 и М О, Термостойкость (число теплосмен до появления трещины по режиму

1300 отличающийся тем, что, е целью повышения термостойкости, оН дополнительно содержит MoSig, при следующем соотношении компонентов, вес.%:

ЕгО 31-32

NdgOy 5-6

Al О 47-49

LiqO 9-11

NoSig 4-6

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельстзо СССР

Р 441254, кл. С 04 В 35/48, 1973., 2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2641083,кл.С 04 В 35/48, 1978 (прототип).