Шихта для изготовления вакуумплотной керамики
СОКИ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕ(НИХ
РЕСПУБЛИН
Мд) С 04 В 35 44
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ
Н ARTGPCklOMV CgggYEEIOÎÒÂÓ
30"40
ГОСУДАРСТОЕННЫЙ НОМИТЕТ ССОР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И QlHPbfNA
I(211 3452588/29-33 (223 10.06.82 (46) . 15..02.84. Вюл. В б (72} Г.С. Матвейчук., Ю.С. Торопов, Д.С." Рутман и Э.К. Келер (71) Восточный научно-.исследователвсккй и проектный институт огнеупорной промышленности (53) 666. 764. 62 (088. 8) (561 i. Патент Великобритании
Р: 1281154, кл. С 1 g 1972.
2. Патент CttR 9 3514302, кл. 106 -.57, 1970.
3. Авторское свидетельство СССР
9 739038, кл. С.04 В 35/48, 1978.,SU„„1073225 А (54у(57) ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
ВАКУУИ-ПЛОТНОЙ КЕРАМИКИ, ВКЛЮЧаКЩаЯ алкжбмагнезиальную шпинель и стаби:лизированный диоксид циркония, lo т л и ч а ю щ а я с я тем, что„ с целью повышения термостойкости, она содеркит. укаэанные компоненты а следукщих соотношениях, мас.%1
:Алюмомагне". эиальная внтинель ... . 60-70
Стабилизиро..ванный диоксид циркония
1073225
25-35
Цель изобретения. - повышение термостойкости.
Поставленная цель достигается тем, что шихта для изготовления 60 вакуум-плотной керамики, включающая алюмомагиезиальную шпинель Y стабилизированный диоксид циркония, содержит указанные компоненты в следующем соотношении, мас.Ъ:,,65
Изобретение относится к огнеупорной и керамической промышленности и может быть использовано для изготовления специальной конструкцион-. ной керамики, используемой в элек :трохимических системах на основе 5 твердых электролитов из 2(02
Известна шихта для изготовления вйсокоогнеупорного материала, содержащая алюмомагнезиальную шпинель с 60 мас.% диоксида циркония Т13.
Однако иэделия, получаемые из такой шихты, имеют повышенную пористость и значительное различие коэффициентов термического расширения с материалом, в контакте с 35 которым они должны находиться, что . приводит к возникновению трещйн и нарушению газоплотности конструкции.
Известна шихта для изготовления 20 керамики, включаю(цая алюмомагнезиальную шпинель в качестве основы, а.также 0,5-15% Y+ и 0,5-30(6
2ГОу (2 )
Однако из этой шихты невозможно получить вакуум-плотную керамику с необходимыми эксплуатационными характеристиками, открывая пористость керамики составляет 4,95,3%.
Наиболее близким к предлагаемому является шихта для изготовления вакуум-плотной керамики (3), включающая алюмомагнезиальную шпинель и диоксид циркония, стабилизированный оксидами редкоземельных элементов при следующем соотношении ком-. понентов, мас.%г . Алюмоиагне. эиальная .шпинель ° 40 ,Циоксид .циркония, стабилизированный оксидами 45 редкоземельных элементов 65-75
Недостатком известной шихты является низкая термостойкость керамики иэ-за малого коэффициента . 50 теплонроводности и довольно высокого коэффициента термического расширения основной составляющей шихты — диоксида циркония. Вследствие низкой термостойкости срок службы керамики невысокий °
Алюмомагнезиальная шпинель 60-70
С табилиэированный диоксид циркония 30-40
Предлагаемое соотношение компонентов обеспечивает повышение термостойкости за счет создания каркасной микроструктуры из шпинели— материала, имеющего меньший коэффициент термического расширения, которая гасит напряжения, возникающие при термическом расширении второй составляющей — стабилизированного диоксида циркония, создавая тем самым в структуре некоторую микротрещиноватость (явление диссипации ).
При этом надежность электрохимических систем не снижается, так как основные;эксплуатационные характеристики изменяются незначительно.
Выбранные пределы содержания алюмомагнезиальной шпинели обусловлены следующим: при содержании
bgA1>04, менее 60 мас.Ъ резко снижается термостойкость керамики, при содержании И А1 0 более 70 мас.% уменьшается коэ(" ициент термического расширения, что снижает надежность электрохимической системы.
Изделия получают следующим образом.
Порошок диоксида циркония, сòабилизированный оксидом иттрия, загружают в металлическую мельницу и размалывают в течение 60 ч до размера кристаллитов 0,001-0,005 мм (контроль размера кристаллитов осуществляют под микроскопом ) при соотношении материал:фары:вода, равном
1:2:1. В качестве стабилизированного
Й(.02 может бйть использован диоксид циркония, стабилизированный другими оксидами, например МуО, СаО.
Порошок алюмомагнезиальной шпинели загружают в металлическую мельницу, размалывают в течение 30 ч до размера кристаллитов 0,0030,010 мм. (После помола водные суспензии твердого раствора диоксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия, и алюмомагнеэиальной шпинели выгружают. в фарфоровую емкость при соотношении смешиваемых компонентов, мас.Ъг
2ю От ЧуО
30-40
2 +
70-60 для отмывки от намолотого железа (химического обога(ценил) в солянокислом растворе. Из осадка материала после помола и химического обогащения отбирают пробу и прессуют
1073225 образцы размером 25<25<60 мм при давлении 68 МПа, которые спекают при
1700 С.
Конкретные составы шихт и свойства полученных из них образцов представлены в таблице.
Состав .керамики, мас.Ъ
Удельное электрбсопротивление при
1000 С, Ом;см
Открытая пористость, %
Шихта
УСА1 0
2гО + У20 тв. р-р
По прототипу 25-35
65-75 (1, 7-3, 5)y 10,2Ю.О -11,0
0,4-0, 7
Предлагаемая 70
0,5
9,9
0,4
22
65
0,4
10,2
40
60 расширения изменяется незначительно, что не снижает надежность эксплуата.ции электрохимических систем.
Кроме того, уменьшение содержа,ния в шихте стабилизированного оксида циркония снижает стоимость материала в 2-2,5 раза.
Составитель Р.Малькова
Редактор Т.Веселова .Техред Ж.Кастелевич Корректор }O.Nàêàðåíêî
° Ф»
Тираж 606 . Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам .изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Заказ 263/20
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул..,роектная, 4
1, 103
3.0. 10-"
3 4,10Э
Из таблицЫ видно, что термостойкость керамики из предлагаемой шихты сильно возрастает в 20 раз, основные эксплуатационные характеристики керамики (удельное электросопротивление и открытая пористость) находятся в требуемом интервале значений, а коэффициент термического
Коэффициент термического расширения при
1000 С ю10 град
Термостойкость (20-1300-20) С воздух, теплосмена .
