Керамический материал
Использование: для изготовления конструкционных изделий, например медицинских скальпелей. Сущность изобретения: керамический материал содержит, мол. %: диоксид циркония 87,0 - 87,2; диоксид церия 12,0 - 12,1; оксид кальция 0,8 - 1,0. Прочность на изгиб 700 МПа, вязкость разрушения 22,5 МПа м1/2 . 1 табл.
Изобретение относится к области керамических материалов, используемых для конструкционных изделий, в частности для изготовления медицинских скальпелей.
Известен ряд материалов на основе диоксида циркония, в которых благодаря присутствию метастабильной тетрагональной модификации диоксида циркония проявляется эффект трансформационного упрочнения. Известны материалы на основе системы ZrO2 12% СеО2, допированные оксидами MnO2, TiO2, имеющие прочность до 640 МПа, а вязкость разрушения на уровне 9-12 МПа м1/2. Температура спекания керамики составляет 1550оС [1] Наиболее близким является конструкционный материал, включающий, мол. ZrO2 основа, CeO2 9,5-10,5, CaO 0,4-3,0 [2] Материал обладает высокой механической прочностью и твердостью, но имеет недостаточно высокую вязкость разрушения. Цель изобретения повышение вязкости разрушения. Для достижения цели керамический материал, содержит компоненты при следующем соотношении, мол. ZrO2 87,0-87,2 CeO2 12,0-12,2 CaO 0,8-1,0. Материал получают методом гомогенного осаждения исходной керамической шихты, что обеспечивает молекулярный уровень перемешивания и обусловливает снижение температуры спекания и повышение плотности керамики. Введение диоксида церия менее 12 мол. снижает плотность спеченного материала, что объясняется наличием моноклинной фазы. При повышении содержания диоксида циркония свыше 12,2 мол. происходит снижение прочности и вязкости керамического материала. Введение оксида кальция в количестве 0,8% 1,0 мол. одновременно с 12,0-12,2 мол. CeO2 экстремально увеличивает прочность и вязкость разрушения, что может быть объяснено изменением механизма образования и дестабилизации тетрагонального диоксида циркония. Введение оксида кальция меньше 0,8% не обеспечивает образования 100% тетрагональной фазы. Увеличение содержания CaO выше 1% обусловливает стабилизацию кубической фазы ZrO2, отрицательно влияющей на прочностные свойства керамики. П р и м е р. Использован способ обратного осаждения. Осаждение гидратированного диоксида циркония проводится аммиаком без термостатирования при нормальных комнатных условиях при рН 8,5-9. Используются 1 М растворы нитратов церия и кальция и хлорида циркония. В целях очистки осадка от избыточных ионов и предотвращения потери гидроксида кальция используется промывочный раствор аммиака концентрацией 0,005 М. Осажденные порошки прокаливаются при температуре 900-950оС с выдержкой 3 ч. Из подготовленных таким образом порошков прессуются образцы при давлении 50 МПа. Применяется метод полусухого прессования, в качестве пластификатора используется 2%-ный раствор поливинилового спирта, который диспергируется в спиртовой среде на планетарной мельнице в течение 2 ч с последующей подсушкой массы. Образцы обжигают при температуре 1450оС. Конкретные составы и свойства материала в сравнении с прототипом представлены в таблице. Предлагаемый материал позволил получить вязкость разрушения в полтора раза выше, чем у прототипа, с одновременным увеличением плотности при снижении температуры спекания.Формула изобретения
КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ, включающий оксиды циркония, церия и кальция, отличающийся тем, что он содержит указанные компоненты при следующем соотношении, мол. ZrO2 87,0 87,2 CeO2 12,0 12,2 CaO 0,8 1,0РИСУНКИ
Рисунок 1
Похожие патенты:
Изобретение относится к технической сверхпроводимости и касается производства огнеупорных тиглей и подставок для синтеза и обжига высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП)
Изобретение относится к электрическим нагревательным устройствам, в частности к электронагревателям из керамических материалов
Огнеупорный мертель // 1827374
Шихта для изготовления огнеупорных изделий // 1806114
Изобретение относится к безобжиговым огнеупорам и может быть использовано для изготовления диоксидциркониевых изделий высшей (более 2000°С) огнеупорности, для выполнения монолитных футеровок (теплоизоляции) теплонапряженных высокотемпературных установок, печей, устройств, в частности газодинамического тракта МГД-установок, в том числе канала МГД-генератора
Способ изготовления циркониевых изделий // 1765140
Керамический материал // 1763423
Способ получения циркониевой керамики // 2104985
Изобретение относится к порошковой металлургии, а более точно касается способов получения циркониевой керамики, и может быть использовано в производстве высокопрочных конструктивных и инструментальных материалов и изделий, например волочильных инструментов
Изобретение относится к технологии огнеупоров, которые могут использоваться в черной и цветной металлургии, в стекловаренной, химической и других отраслях промышленности
Огнеупорный материал // 2121988
Изобретение относится к материалам для производства огнеупорных металлопроводов, либо их частей для разливки стали
Изобретение относится к способам изготовления высокоплотной керамики для твердого электролита на основе диоксида циркония с небольшими добавками оксида алюминия, получаемого химическим осаждением из растворов хлористых солей циркония и алюминия
Углеродсодержащий огнеупор // 2151124
Изобретение относится к огнеупорной промышленности, в частности к области производства углеродсодержащих огнеупоров для футеровки различных металлургических агрегатов, например конвертеров, электросталеплавильных печей, сталеразливочных ковшей
Шихта для изготовления керамики // 2164503
Изобретение относится к производству керамики, а именно к составам шихты для изготовления керамики конструкционного и инструментального назначения
Способ получения композиционного порошкового материала из цирконийсодержащего минерального сырья // 2167128
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению керамических материалов на основе стабилизированного диоксида циркония
Способ изготовления модифицирующей добавки // 2168484