Шихта для получения керамического материала

 

Изобретение относится к керамическому материалу для изготовления вставок-в выпускные каналы двигателей внутреннего сгорания. Изобретение направлено на повышение трещиностойкости при 1000°С при сохранении высоких эксплуатационных свойств. Для этого шихта для получения керамического материала содержит, мас.%: спек 75; ТЮ2 25; плавленый муллит с размером частиц 5-10 мкм 25-30; выеокоглиноземистое ёолокно размером 30 мкм 1,5-3,0; аморфный кремнезем 1,0-2,5. Материал обжигают при 1450-1500°С в течение 6-8 ч. Достигнуто повышение показателей удельной эффективной работы разрушения в 4-5 раз Сдо 250-270 Дж/м2 при температуре 1000°С). 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я) 5 С 04 В 35/10; 35/80

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4835161/33 (22) 27.04.90 (46) 07,04.92. Бюл. N 13 (71) Обнинское научно-производственное обьединение "Технология" (72) Н.А.Дабижа, А.А,Дабижа и Н.В. Слемзина (53) 666.763 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 11441166447744, кл. С 04 В 35/10, 1988. (54) ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО МАТЕPИАЛА (57) Изобретение относится к керамическому материалу для изготовления вставок .в выпускные каналы двигателей внутреннего

Изобретение относится к керамическим материалам и может быть использовано.при изготовлении конструкционных керамических деталей ГТД и ДВС, а также в других областях, где требуется высокая трещиностойкость изделий при низкой теплопроводности.

Цель изобретения — повышение трещиностойкости при 1000 С уэф при сохранении высоких эксплуатационных свойств материала.

Повышение показателя у,ф достигается в результате армирования керамики состава А)гОз — TiOg — Si02, обладающей очень низким модулем упругости (30 — 40 ГПа); высокоглиноземистым волокном и зернами плавленого муллита, которые при размере зерна 5 — 10 мкм имеют вытянутую, форму (коэффициент формы 1:7). Армирующие компоненты имеют модуль упругости на порядок выше и поэтому берут на себя основную часть напряжений при распространении и поглощении развиваю„„5U„„ 1724645 А1 сгорания. Изобретение направлено на повышение трещиностойкости при 1000 С при сохранении высоких эксплуатационных свойств, Для этого шихта для получения керамического материала содержит, мас, : спек AlzOa 75; ТЮ2 25; плавленый муллит с размером частиц 5-10 мкм 25-.30; высокоглиноземистое волокно размером 30 мкм

1,5-3,0; аморфный кремнезем 1,0 — 2,5, Материал обжигают при 1450 — 1500 С в течейие 6-8 ч. Достигнуто повышение показателей удельной эффективной работы разрушения в 4 — 5 раз (до 250-270 Дж/м при температуре 1000 С), 1 табл. щейся трещины. Кроме этого, армирующие компоненты вызывают раэветвление трещины и в комплексе с микротрещинами, имеющимися в структуре керамики (матрицы), способствуют увеличению площади разрушения и соответственно увеличению ) э

Выбор состава и концентрации армиру- 4 ющих компонентов обусловлен близостью химического состава с матрицей, что обес- фь печивает прочность границ раздела волокон О и матрицы, а также возможностью повыше- фь, ния их общей концентрации до 30 — 40 об.%. gq

Технология изготовления иэделий из керамического материала заключается в следующем.

Спек из оксидов алюминия.и титаната, взятых в молекулярном соотношении 0,7:0,3 и 0,8:0,2, получают обжигом при 14501500 С в течение 6- 8 ч. После этого спек, а также плавленый муллит размалывают сухим способом при соотношении материал:шары, равном 1;3; до удельной

1724645 пластической деформации керамики и, соответственно, показателей ее 170ф .

Формула изобретения

25-30

1,0 — 2 5

1.5 — 3,0

Солермание компонентов, кар,2

Средняя длина аолокна, нки

Размер

- зерен иуллита, мкн

0, Вт/и. С

Спек Муллит 0101 Волокно

1,5

2,0

2,5

2,5

2,5

180-190 80-90 1000-1100

190-200 80-90 1000-1100

240-270 70-90 1000-1200

220-250 75-90 1000-1200

200-230 80-95 . 1000-1200

5-10

5" 1О

5-10

5" 1О

5-10

1,5

1,5

3,0

2,0

2,0

2"2,3

2-2,5

2-.2,2

2-2,5

2 ° 0-2,4 а0

Составитель Н.Соболева

Техред ММоргентал Корректор 0,Кундрик

Редактор Н.йцола.Заказ 1148 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 поверхности(по ПСХ) 5-6 тыс.см2/г. Волокно марки ГВ-8 также размалывают сухим способом до длины волокна не более 30 мкм.

Из размолотой шихты в мешалке готовят термопластичный шликер с использованием в качестве связующего смеси расплавленного парафина и воска при их соотношении 10. 1. В приготовленный шли° кер вводят размолотое волокно и тщательно смешивают, После этого методом горячего литья под давлением формуют образцы иэделия (вставки в выхлопные каналы ДВС).

Затем проводят их обжиг в две стадии. Сна. чала проводят предварительный обжиг полуфабриката в засыпке из глинозема при максимальной температуре 1000 С в течение 3 ч со скоростью подъема температуры

20 С в час. Затем проводят окончательный обжиг при 1550 С в течение4 ч со скоростью подъема температуры 150 С в час, после обжига керамику подвергают однократной пропитке в гидролизованном этилсиликате, который после термообработки при 250 C в течение 2 — 3 ч представляет собой аморф.ный кремнезем. Введение SION аким способом позволяет распределить его в микротрещинах титаната алюминия, а не между зернами основных фаз. В результате такого нзалечиванияи микротрещин, особенно в их острие, наблюдается повышение

Концентрация компонентов, а также

5 размер зерен муллита и волокна выбран экспериментально, результаты приведены в таблице.

Шихта для получения керамического. материала, включающая спек состава, мас. : AI203 75; TI02 25, плавленый муллит и аморфный кремнезем. отличающаяся

15 тем, что, с целью повышения трещиностойкости при 1000 С при сохранении высоких экс-. плуатационных свойств материала, она содержит плавленый муллит размером частиц 5 — 10 мкм и дополнительно — высокогли20 ноземистое волокнодлиной не более 30мкм при следующем соотношении компонентов, мас. 0 :

Указанный спек 65 — 70

Плавленый муллит раэме25 ром 5-10 мкм

Аморфный кремнезем

Высокоглиноземистое волокно размером не более

30 мкм