Керамический материал
Изобретение относится к неорганическим материалам и может быть использовано в огнеупорной промышленности, металлургии, энергетике, в частности, для изделий, работающих при высоких температурах и нагрузках на воздухе или в контакте с агрессивными расплавами. Цель изобретения - повышение прочности материала. Известный керамический материал, содержащий нитрид алюминия, оксид иттрия и карбид кремния, дополнительно содержит диборид циркония при следующем соотношении компонентов, мас.%: оксид иттрия 5,7-10,0 карбид кремния 5,0-24,6 диборид циркония 7,5-25,7 нитрид алюминия остальное. Прочность полученного материала 200-255 МПа, жаростойкость 0,5-1,5 мг/см<SP POS="POST">2</SP>. 1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СО).)ИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН
„„SU„„1571037 (51)5 С Ь4 В 35/58
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н А BTOPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГННТ СССР (21) 4396350/31-33 (2?) 24.03.88 (46) 15.06.90.Бюл. № 22 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт - Зталон" и Институт физики твердого тела
АН СССР (72) С.Ф.Кондаков (53) 666.798.2 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР
¹ 1273351, кл, С 04 В 35/58, опублик. 1986. (54) КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ (57) Изобретение относится к неорганическим материалам и может быть использовано в огнеупорной нромьпппенИзобретение относится к неорганическим материалам и может быть использовано в огнеупорной промьппленности, металлургии, энергетике, в частности, для изделий, работающих при высоких температурах и нагрузках на воздухе или в контакте с агрес-, сивными расплавами.
Цель изобретения — повышение прочности материала.
Керамический материал получают следующим образом.
Порошки указанных компонентов смешивают в необходимых соотношениях.
Из полученной шихты прессуют заготовки (в гидростате без добавки пластиФнкатора при 5-10 кбар или одноосным прессованием в металлических прессформах с добавкой 5-10%-ного водного раствора поливинилового спирта
2 ности, мет аллур гни, энергетике, в частности, для изделий, работающих при высоких температурах и нагрузках на воздухе или в контакте с агрессивными расплавами, Цель изобретения — повышение прочности материала, Известный керамический материал,содержащий нитрид алюминия, оксид иттрия и карбид кремния, дополнительно содержит диборид циркония при следующем соотношении компонентов, мас..%: оксид иттрия 5,7-10,0; карбид кремния 5,0-?4,6; диборид циркония 7,5
25,7; нитрид алюминия остальное. Прочность полученного материала 200
255 МПа, жаростойкость О, 5-1, 5 мг/см .
1 табл. ф при давлениях 10-SO кг/ммп),которые затем спекают при 1700-)ЯОО С в среде аргона, Оптимальная добавка диборида циркония находится в пределах
7,5-25,7%, Пример, Берут 100 г порошка нитрида алюминия (54, ) мас.% ) со средним размером частиц 1-3 мкм, 15 г порошка оксида иттрия (8,1 мас.%) со средним размером час,тиц 3-S мкм, 30 r порошка карбида кремния ()6,? мас.%) со средним размером частиц 3-5 мкм и 40 r порошка диборида циркония (2),6 мас.!) со средним размером частиц 3-5 мкм, смешивают эти компонентII в шаровой мельнице в течение 40 ч, после чего из полученной шикпI к рмуют заготовки и проводят их с ек IIIIIE ..
1571037
7,5 — 25,7
Взаимодействие с расплавами, содержащими хром и в анадий
Состав Содержание компонентов, мас.X
Пористость, Х (+12) з1 ар о с то йкость (при рост массы при окисле нии 1200 0
10 ч), мг/см рочиость а изгиб, ИПа керамики A1N тъ0 з Si0 т В,1 7гв
Базовый объект " прототип
Пр едп агаемый по примерам
2
4
153-195
3 - 4
5,2-35
45-68 5,3-10 ° 5 5-31
Есть
25,5 255
14,2 200
21,6 245
25,7 240
7,5 210
0 5-1
1-1,5
0,5-1
1-1,5
2-Э
10,0
7 1
В,1
7,7
5,7
5,0
24,6
16,2
l5,4
23,5
59,5
54,1
54,1
5l 2
63,3
Нет
Нет
Нет
Нет
Пет
Составитель F., Юдина
Техред М.Дидык
Редактор Н. Киштулинец
Корректор Л. Латай
Заказ 1485 Тираж 569 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 другие примеры получения керамического материала сведены в таблицу с указанием состава и свойств полученного материала.
Из полученного таким способом
Ь материала были изготовлены образцы для испытаний на изгиб, жаростойкость и на химическую стойкость к расплавам, содержащим хром и ванадий.
При испытаниях на изгиб использовали образцы размерами 4х4х25 мм, которые устанавливали в приспособленные для четырехточечного изгиба и нагружали в испытательной машине
"Instron", при этом фиксировали разрушающие нагрузки, затем вычисляли значение прочности на изгиб, Жаростойкость керамического материала определяли на образцах, анало" гичных образцам для испытаний на изгиб, Определяли прирост массы образцов при окислении их на воздухе в печи при 1200 С в течение 10 ч °
25 .Взаимодействие керамического материала с расплавами, содержащими хром и ванадий, исследовапи на образцах размерами 4х4х25 мм, которые погружали в расплав при 1600о0 и выдерживали 0,5-1 ч, пдсле чего образцы изв30 лекали и изготавливали шпифы, Микроскопические исследования шпифов взаимодействия керамики с расплавами не обнаружили, Дпя всех видов испытаний на каждый состав испытывали три-пять образцов.
Из.приведенных данных (см.таблицу) видно, что по сравнению с прототипом (он же базовый объект) прочность керамики увеличилась в 1,3 раза, жаростойкость в ... 4-6 раэ при одновременном увеличении химической стойкости к расплавам, содержащим, например, хром и ванадий, Применение предлагаемого керамического материала позволяет значительно расширить области использования керамики в промьппленности,особенно для изделий, работающих при высоких температурах в агрессивных сре; дах.
Формула из обр ет ения
Керамический материал, содержащий нитрид алюминия, карбид кремния,оксид иттрия и диборид тугоплавкого металла, отличающийся тем, что, с целью повьппения прочности материала, он в качестве диборида содержит . диборид циркония при следующем соотношении компонентов, мас. Х:
Карбид кремния 5,0 — 24,6
Оксид иттрия 5,7 — 10,0
Диборид циркония
Нитрид алюминия Остальное
