Электропроводный керамический материал

 

ЭЛЕКТРОПРОВОДНЫЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ, включающий СеОА, о т Л а о щ и и с я тем, что, с целью увеличения электропроводности в интервале температур 20-1500 С, он дополнительно содержит Р следующем соотношении ко1понентов, молД: Се0230-85 2% 15-70

QOO3 QOBETCHHX

РНМЪБЛИН

80„„1038320

ЭРЯ С 04 В 3 00 // С 04 В 35/50

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ :.

N kB TOPGHONIV ССИССТВЪСТВУ

° ЛТТ .. " У вЂ”.Т-. - - " Ь

ГОСУДИ СТННННЫй НОМИтют СССР

С М INIO УЬЮ (21) 3416431/29-33 (22) 02..04.82 (46). 30.09.83. 1"юл. It 32 (72) Ф,А.Акопов, Ю.Д.Новов и Е.Е.Подклетнов. (71) Институт высоких температур

АН СССР (53) .666.638(088.8) (56). 1. Пальцев С.Ф., Неуймин А.Д.

Исследование характера проводимости твердых окислов методом ЗДС. Труды института электрохимии УФ АН СССР, 1960, вып.. 1, 111-118..

2. Авторское свидетельствр СССР

11 "384800, кл.. С 04 В 35/00, 1971

3. Авторское свидетельство СССР

Н 906972, кл. С 04 В 35/00, 1982, .(прототип). (54) (57) ЭЛЕКТРОПРОВОДНУМЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ 11АТЕРИАЛ, включающий Се02, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения электропроводности в интервале температур 20- I500 С, он дополнительно содержит Zn21 при следующем соотношении комйойентов, мол.Ф:

Се02 . 30-85

"2 3 15-70

Се02 - 95 та О (НЬ О )1 10383

Изобретение относится к огнеупорным материалам, в частности к окис. ным керамическим электропроводным материалам, которые имеют высокую удельную проводимость в диапазоне температур 20-1500 С и могут быть использованы в качестве, токовыводов керамических нагревательных элементов, а также в качестве токовыводов электродной керамики МГДГ на основе Се02. 10 .Известна электропроводная керамика (1 ), обладающая большой электри-. ческой проводимостью при высоких температурах, например на основе твердых растворов двуокиси цврия с 15 окисью магния, содержащих следующее соотношение ко гпонентов, мол,4: себом, - н5

Ng0 - - 15

Данный состав обладает высокой 20 огнеупорностью (температура плавления более 2000 С ) и смешанным харако тером проводимости. Однако при 1100-

600 С его удельное сопротивление составляет 10 - 10 Ом см, что затрудняет 25 его непосредственный контакт с метаплом. При температурах порядка 20 С указанная керамика является изолятором.

Известен также электропроводящий материал, содержащий состав 12 ), 30 мол.4: ,Jn О> -333 - 70

Jn(bO - 30 - 66,7

Однако указанный состав имеет не. достаточноо высокую электропроводност ь

Удельное объемное сопротивление лежит в пределах (О,"-8)10 ом см.

Наиболее близким к предлагаемому является высокоогнеупорный керамический материал на основе двуокиси церия с добавками пятиокиси тантала или ниобия (3 j. о

Известная керамика при 500 С имеет проводимость 4 -10 Ом см при опти" мальном составе, мол.3:

Керамика с такими электрическими характеристиками может применяться 50 в качестве нагревательного элемента, однако контакт с металлическим проводником при 500 C вызывает окисо ление металла, а при 20 С сопротиво ление известного материала возрас- 55 тает на 2-3 порядка, что обусловливает использование повышающих трансФорматоров или предварительного подогре20 2

1 ва, что значительно усложняет конст ру кцию.

Цель изобретения - увеличение электропроводности керамического материала в интервале температур 201500 С.

Поставленная цель достигается тем, что электропроводный керамический материал, включающий СеО, дополнительно содержит Jn О при следюущем соотношении компонентов в мол.Ф:

Се02 - 30-85

Jn О - 15-70

Процентйое содержание двуокиси церия и окиси индия в предлагаемом составе является величиной оптимальной и выявлено в результате экспери.мента.

При содержании в предлагаемом составе менее 303 СеО и более 70,1п20 огнеупорность материала уменьшится до 1500 С - 1530 С. При содержании в предлагаемом составе более 85 Се02 и мене 15 Jn>0> электропроводность

I материала существенно снизится.

Получение керамики может проводиться методами, обычно применяемыми в керамической технологии. литьем из шликеров, прессованием, Формованием пластифицированных масс и т.д.

Рентгеновские исследования под-тверждают отсутствие химического взаимодействия между окислами при любом их соотношении. В данном случае при получении образцов керамики используют следующую технологию.

Проводят смешение мелкодисперсныу порошков Се02 и Эп - в заданных соотношениях в барабанном смесителе

3 4, затем прессуют брикеты при удельном давлении 100 МПа, обжигают в воздушной атмосФере при 1500 С в течение

5 ч, дробят и проводят помол обожженных брикетов.Затем прессуют образцы при удельном давелнии 100 МПа и обжигают образцы в воздушной атмосФере при 1500 С в течение 5 ч °

За базовый объект принят прототип.

Для сравнения характеристик предлагаемого состава и известного материала проводят измерения электропроводности.Проводимость измеряют четырехзондовым методом на переменном токе на цилиндрах диаметром 8 мм, длиной 20 мм при нагреве в воздушной среде в диапазоне температур 201250 С.

3 l 038320

Для исследований изготавливают образцы из трех составов предлагаемого материала и из одного состава известного материала.

Полученные результаты приведены в таблице.

4 ом-" см-"

500 С

4ом-" см-

750 С

e, О Г can

1250 C ом см "

1000оС

2 О - 0 1,0 ° 10 1,1 ° 10" 1,0 ° 10

2 3

8,9 10" l в3.10" 1,9 101 сеог - 57,5 4,4 10о l,l «101 . 2пго - 42,5

7,5-10 . 9,3 IО

6,9 ° 10

1,1 ° 10

СеОг - 85 l,l 10 2 4.100

2п203 15

2,0 ° 10. 2,7 .1 О

2,1 ° 10

3,5.10а

Прототип

1,8 10 4 5,6 ° 10 3 2-102 8,2 10 1,3. l0 1 3,0 10 1

95 Сеог

-5 Та Оз

95 Сео>

5 йогО

8,4.102 1,1 10 3,0.10»

4,0-10

2,4 10 4 6,2-10 3

Составитель 8. Соколова

Техред M,Íàäü Корректор l0.Макаренко

Редактор Н. Ковале ва

Заказ 6136/24 Тираж 622 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Состав Д ом см "(ом "c " материалов 20оС 250 С мол.3

Из данных таблицы следуеТ, что проводимость предлагаемого матерИала по сравнению с прототипом при температурах менее 500 С на 3-4 порядка выше, а при температурах 500-1250 С о. на 2-3 порядка выше.