Многослойный металлокерамический материал

 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению многослойных металлокерамических материалов для электроизоляционных конструкционных деталей высокотемпературных электротехнических устройств и печей. Цель изобретения - обеспечение электроизоляционных свойств при температуре до 2300°С при сохранении термостойкости материала. Многослойный металлокерамический материал содержит чередующиеся слои из кермета и оксида, причем керметный слой имеет следующий состав, (об%) : вольфрам 10-60 и оксид иттрия 40-90, а оксидный слой полностью состоит из оксида иттрия при соотношении толщин слоев кермета и оксида 0,2-2,0. Термостойкость предложенного материала составляет 10-25 термосмен при нагреве до 1200°С, а удельное электросопротивление при 2300°С составляет 32-50 Ом<SP POS="POST">.</SP>см. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4308530/23-02 (22) 13.07.87 (46) 07.11.89. Бюл. № 41 (72) С. М. Кац, В. Н. Богин и Н. Г. Чубенко (53) 621.002.3 (088.8) (56) Патент США № 4131359, кл. 156 — 39, 1979.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (54) МНОГОСЛОЙНЫЙ МЕТАЛЛОКЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ (57) Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению многослойных металлокерамических материалов для электроизоляционных конструкционных деталей высокотемпературных элекИзобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к многослойным металлокерамическим материалам, которые могут быть использованы для изготовления электроизоляционных конструкционных деталей высокотемпературных электротехнических устройств, аппаратов и печей.

Цель изобретения — обеспечение электроизоляционных свойств при температуре до 2300 С при сохранении термостойкости материала.

Предложенный многослойный металлокерамический материал содержит чередуюсциеся слои из кермета и оксида, причем керметный слой содержит 10 — 60 об.% вольфрама и 40 — 90 об.% оксида иттрия, а оксидный слой полностью состоит из оксида иттрия при отношении толщин слоев кермета и оксида 0,2 — 2,0.

Пример 1. Изготовлены образцы композита (1, табл. !) в виде дисков диаметром

20 мм и толщиной около 3 мм. Для их изготовления были отлиты керметные пленки толщиной около 100 мкм, содержащие смеси порошка высокоа ктивного вол ьфра ма

„„Я0„„1519850 A 1 (511 4 В 22 F 7/02, В 32 В 7/02, 22 С 16

2 тротехнических устройств и печей. Цель изобретения — обеспечение электроизоляционных свойств при температуре до 2300 С при сохранении термостойкости материала.

Многослойный металлокерамический материал содержит чередующиеся слои из кермета и оксида, причем керметный слой имеет следующий состав, об.%: вольфрам

l0 — 60 и оксид иттрия 40 — 90, а оксидный слой полностью состоит из оксида иттрия при соотношении тол шин слоев кермета и оксида 0,2 — 2,0. Термостойкость предложенного материала соста вляет 10 — 25 теплосмен при нагреве до 1200 С, а удельное электросопротивление при 2300 C составляет 32- 50 Ом см. 2 табл. (23 мас.% j и оксида иттрия (77 мас.%) на каучуковой связке (бензино-ацетоновый раствор синтетического каучука), а также пленки толщиной 300 мкм из порошка оксида иттрия на такои же связке. Пленки были уложены в чередующемся порядке в пакет и уплотнены прокаткой. Из них вырезали диски, которые термообрабатывали в вакуумной электропечи для удаления связки и спекания при температуре 2000 С с изотермической выдержкой 1 ч. Образцы после спекания были контактные, без расслоения Их выдерживали от 3 до 5 теплосмен 1200 С вЂ” воздух; электросопротивление при 1500 Ñ составляло около 120—

150 Ом.см.

Примс/> >. Изготс>влены образцы кс>мпозитов !2- — 4, табл. 1) по спс>сс>бх, аналогичному примеру . Керметные слс>и содержали I;3,6—

56,7 об.% Ъ . Образцы после спекания были компактные, без расслоения, выдерживали от 10 до 25 воздушных теплосмен в зависимости от состава керметных слоев, электросопротивление при 1500" С составляло

100 — 500 О м с м.

1519850

1О

3

Пример 3. Изготовлены образцы кемпозита (1, табл. 2) по способу, аналогичному примеру 1. Толщина оксидных слоев после спекания составляла 15 мкм, керметных 30 мкм. Образцы имели высокую термостойкость (15 — 20 теплосмен), но пониженное электросопротивление: р =! — 50 ОмX

X см, п р и 1500 C.

Пример 4. Изготовлены образцы композитов (2- — 3, табл. 2) по способу аналогичному примеру 1. Толщина оксидных слоев составляла 20 — 500 мкм при отношении

6>/6, от 0,2 до 2. Образцы имели высокую термостойкость (5 — 20 теплосмен) и электросопротивление р )10 — 10 Ом см. при

1500 С.

Из табл. 2 видно, что приведенные в качестве примеров заявленного материала композиты обладают электроизоляционными свойства ми вплоть до 2300 С (р i =32—

50 Ом.см). Сравнение с известным устройством (кермет/металл — А ЬОд 30 об. Я

Mo/Ì ), представляется возможным лишь до 1900 C. так как выше этой температуры кермет находится в жидком состоянии.

Предложенный металлокерамический сл<гистый материал на основе слоев оксида иттрия и оксид иттрия — — вольфрамового кермета обладает, как показали испытания опытных образцов, сочетанием электронзоляционных свойств и термостойкости при удовлетворительной совмести мости разнородных слоев, отсутствии расслоения.

Формула изобретения

Многослойный металлокерами ческий материал, содержащий керметные слои, состоящие из тугоплавкого оксида и металла, отличающийся тем, что, с целью обеспечения электроизоляционных свойств при температуре до 2300 С при сохранении термостойкости материала, он дополнительно содержит слои оксида иттрия толщиной 20 — 500 мкм, чередующиеся с керметными слоями, причем керметные слои н качестве металла содержат 10 — 60 об.Я вольфрама и в качестве тугоплавкого оксида — 40 — 90об.оо оксида иттрия, при отношении толщин слоев кермета и оксида иттрия

0,2 — 2,0.

1519850

Ж

2 х о

1 и и сб а о

Р

1» и х

Ц о

1 )О

1 Ф

1» х х и

f»

» и

О х

1» о

Ц о х х

qj

Р4

1»

)х о х и с:)

С) с 4 OQ О с) - о о

С)

О л. с

С 4 О сЛ

С 4 о х 1

<И с4 о а о

О а и

О, 1

О

I Ю

О

С4 с:)

С)

D

i io

00 с ч с

С) с) С)

С) с) О о х

Ж

1 о

1»

Ш

)! м а х

Ю с ос г о х

Ц б

» й(1 о а

Х

QJ

Р1 х

1» о с)) а х

О С4

С) с) ОС) -г- л о и сс> о

« о

Ц и с 4

«

С 4 С

ГО

О м х о

Ц и

В с)1

1" и о

1

1 с)

Ю

1»-)

Ш

О1

E и о о

Г4

») о

Х

2

)» (U х

1 Е к

44 и о

Х

)х о

1» и о

Е а

)II х а

И х

Е и о

Ц х

0J х

» с с)1

1 ( х о о

)с

I о

«с) С1,й

О )1 и а.

1.O Х

Е а

0J )(Х сс)

Ц х и

Х с

D О W )Г) О

«««««

Cr О»ЛЛг

)с) Л )с) й)

» — » — с 4 с»4 с)

Ю с4OO с 4 с 4

»Ю О<

». С С) с 4 м) м м) м

«««««

o o с) = o

»О OO :) г

««««

«мс:г О г с4

Г С4 D М

« ° ««« с 4 О Ch )О с)

О) OO л с) .

С»4 М 4- и)

1 1

1 I

«

44

F» и о

Х

)х о

1" и о

X о

Х

4J х х

О4

Ц х х

1G а и о и о а

1"

Х

QJ х о

Ц

v х х

Е

1 о

« с)1 а

И

Е х

Е и

I

Ф и х

X г- и х о» с с)

o o со с"\ лил

o o

Ю сч л

o o л

o с)

- м м сч

СО СО СО I»îe

«««

ОСЮ)с о с4 с4 С.4 О о

О1 ««г»

«О ( л л л «

)Б х

E. и

С4М С))

Iz) I