Керамическая суспензия для создания защитных высокотемпературных антиокислительных покрытий на углеродных материалах



Керамическая суспензия для создания защитных высокотемпературных антиокислительных покрытий на углеродных материалах
Керамическая суспензия для создания защитных высокотемпературных антиокислительных покрытий на углеродных материалах

Владельцы патента RU 2529685:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений" (ФГУП "ГНИИХТЭОС") (RU)

Изобретение относится к области химической промышленности, авиационной и космической техники, в частности к получению защитных высокотемпературных антиокислительных покрытий на основе керамических суспензий органоиттрийоксаналюмоксансилоксанов для создания состава Y2O3-Al2O3-SiO2 на керамоматричных композитах типа C/C и C/SiC с целью получения высокотермостойких в окислительной атмосфере композиционных материалов. Предлагаемая суспензия для создания защитных высокотемпературных антиокислительных покрытий содержит связующее - толуольный раствор органоиттрийоксаналюмоксансилоксана и наполнитель - смесь мелкодисперсных огнеупорных порошков Al2O3, Y2O3, SiO2 при следующем соотношении компонентов, мас.%: связующее (толуольный раствор органоиттрийоксаналюмоксансилоксана) 30-50, Al2O3 14-20, Y2O3 23-33, SiO2 остальное до 100. Технический результат изобретения - повышение термостойкости композитных материалов с покрытием в окислительной атмосфере. 2 пр., 1 табл., 2 ил.

 

Изобретение относится к области химической промышленности, авиационной и космической техники, в частности к получению керамических суспензий на основе органоиттрийоксаналюмоксансилоксанов для создания защитных высокотемпературных антиокислительных покрытий состава Y2O3-Al2O3-SiO2 на керамоматричных композитах типа C/C и C/SiC с целью получения высокотермостойких в окислительной атмосфере композиционных материалов.

Предложен способ поверхностной и объемной защиты керамоматричных композитов типа C/SiC и SiC/SiC, который включает насыщение композиционного материала тугоплавкими оксидами элементов IV группы: Ti, Zr, Hf, Th, U, сушку, дальнейшую обработку композита водными или органическими растворами или золями соединений металлов III группы и термообработку. Тугоплавкие оксиды IV группы и оксиды актиноидов наносят на композит из 30-50 мас.% водно-органической суспензии фракционированных нанокристаллических микропорошков с размером сферических частиц 0,8-1,5 мкм, состоящих из наночастиц размером 20-150 нм, сушку осуществляют при температуре 150-300°C, водные и органические растворы и золи готовят из солей металлов III группы (Al, Sc, Y, все лантаноиды) или комплексных соединений этих металлов, окончательную термообработку осуществляют при температуре 900-1000°C, после чего наносят защитный стекловидный слой (Патент RU 2322425, МПК C04B 41/87, 2008).

К недостаткам данного защитного покрытия следует отнести многостадийность его получения, а также высокую себестоимость за счет использования в составе дорогостоящих компонентов, в частности фракционированных нанокристаллических микропорошков.

Предложен способ объемной защиты углеродсодержащих материалов, исключающей их деградацию и обладающей повышенной окислительной стойкостью. Готовят смесь углеродсодержащего соединения (фенолформальдегидная, эпоксидная, полиэфирная смолы, поливинилпирролидон или поливиниловый спирт) в органическом растворителе (ацетон, этанол, ацетонитрил или ацетоуксусный эфир) с растворимым кремнийсодержащим соединением (тетраэтоксисилан, триэтоксиметоксисилан, этилсиликат-40), обработанным катализатором гидролиза (соляная кислота, лимонная кислота, муравьиная кислота или уксусная кислота), проводят гидролиз, затем этой смесью, нагретой до 40-90°C, осуществляют пропитку углеродсодержащих материалов с использованием ультразвукового воздействия до гелеобразования, ультразвуковое воздействие (УЗ) при пропитке углеродсодержащих материалов проводят на частоте 35-40 кГц, пропитанный материал сушат сначала при 60-80°C в течение 10-24 часов, затем при 100-140°C в течение 4-12 часов, после чего проводят термообработку сначала при 450-1000°C и разрежении 1-10-2-1-10-1 кПа в течение 1-4 часов, затем поднимают температуру до 1100-1400°C и выдерживают пропитанный материал в течение 4-20 часов при разрежении 10-5-10-2 кПа. (Патент RU 2350580, МПК C04B 35/565, 2009).

Недостатком данного способа является использование для пропитки образцов специальных устройств (ультразвук), применение аппаратуры, работающей при пониженном давлении, а также длительность отдельных стадий и процесса в целом, что делает данный способ трудоемким и нетехнологичным.

Известно защитное покрытие от окисления композита C/SiC на основе силиката иттрия, обладающего низким модулем Юнга, низким термическим коэффициентом линейного расширения, высокой стойкостью к окислению. Покрытие наносят из водного шликера (порошок Y2O3 с размером частиц 3,5 мкм и порошок SiO2 с размером частиц 2,5 мкм) методом окунания и обжигают (J.D. Webster, M.E. Westwood, F.H. Hayes, R.J. Day and ets. ″Oxidation Protection Coating for C/SiC Based on Yttrium Silicate″ J. of Eur. Cer. Soc, 18, 2345, 1998).

К недостаткам известного покрытия можно отнести недостаточную стойкость к окислению при температуре 1600°C по причине его высокой пористости.

Наиболее близкими по технической сущности и принятыми в качестве прототипа являются защитное стеклокристаллическое покрытие и способ его получения. Способ включает приготовление раствора вязкостью 2-4 мПа·с из смесей элементоорганических соединений кремния и алюминия и растворимых солей иттрия и гафния, его послойное нанесение на SiC-содержащий материал путем много кратного погружения в раствор, извлечения из него со скоростью 5-10 см/мин, сушку каждого слоя при температуре 70-80°C, термообработку при 1450-1550°C в нейтральной среде, выдержку при этой температуре 1-2 ч, охлаждение до 1150-1250°C, выдержку при этой температуре 1-2 ч и дальнейшее охлаждение до комнатной температуры (Патент RU 2463279, МПК C04B 41/87, 2012). Защитное стеклокристаллическое покрытие для SiC-содержащих материалов включает оксиды иттрия, алюминия, кремния и HfO2 при следующем соотношении компонентов, мол.%: Y2O3=10-12; Al2O3=14-17; HfO2=1-5; SiO2 - остальное.

К недостаткам известного способа можно отнести необходимость использования специального оборудования, сложность и многостадийность технологического процесса, высокую энергоемкость, а также высокие трудозатраты.

Задачей данного изобретения является получение керамических суспензий на основе органоиттрийоксаналюмоксансилоксанов для создания защитных высокотемпературных антиокислительных покрытий состава Y2O3-Al2O3-SiO2 на керамоматричных композиционных материалах C/C и C/SiC с целью получения высокотермостойких в окислительной атмосфере композиционных материалов.

Для решения поставленной задачи предлагается керамическая суспензия для создания защитных высокотемпературных антиокислительных покрытий, включающая в себя связующее - толуольный раствор органоиттрийоксаналюмоксансилоксана и наполнитель - смесь мелкодисперсных огнеупорных порошков Al2O3, Y2O3, SiO2 при следующем соотношении компонентов, масс %:

Связующее (толуольный раствор  
органоиттрийоксаналюмоксансилоксана) 30-50
Оксид алюминия Al2O3 14-20
Оксид иттрия Y2O3 23-33
Оксид кремния SiO2 остальное до 100

Данное соотношение обеспечивает образование защитного стеклокерамического покрытия на керамоматричных композиционных материалах C/C и C/SiC при температурах выше 1500°C в окислительной атмосфере.

Связующее - толуольный раствор органоиттрийоксаналюмоксансилоксана (ИОАС) с концентрацией основного вещества 15-30% получают известным способом (Патент RU 2453550, МПК C07F 5/00, C08G 79/14, C09D 183/04, C07F 5/06, 2012).

Для приготовления суспензии в качестве наполнителя используют смесь мелкодисперсных огнеупорных порошков Al2O3, Y2O3, SiO2 с размером частиц 5-7 мкм.

Приготовление керамической суспензии осуществляют путем ручного или механического перемешивания наполнителя и связующего в течение 20-30 мин в емкости с мешалкой с плотно прилегающей крышкой. Наполнитель, вводимый в состав керамической суспензии, подвергается предварительной прокалке при температуре 600°C в течение 2-х часов. Вязкость суспензии задается расчетным соотношением исходных компонентов. Выдержка суспензии после приготовления 15-20 мин для удаления пузырьков воздуха.

Для уменьшения дефектности наносят многослойные покрытия (3-5 слоев). Пиролиз нанесенных защитных оксидных покрытий проводят в засыпке порошка корунда.

Суть достижения технического результата заключается в том, что при использовании предлагаемой керамической суспензии (после пиролиза) на образцах композиционных материалов C/C и C/SiC образуется стеклокерамическое защитное покрытие, которое имеет хорошую адгезию, равномерно распределено по всей поверхности образца и заполняет его поры, неровности, дефекты, тем самым защищает образец от агрессивной среды и повышает термостойкость углеродных материалов в окислительной атмосфере выше 1500°C.

Достижение заявленного технического результата подтверждается следующими примерами.

Пример 1

Суспензию (состав 30 мас.% связующего и 70 мас.% наполнителя) готовят следующим образом. В связующее (15% толуольный раствор иттрийсодержащего этилацетоацетатэтоксиалюмоксансилоксана) вводят наполнитель - смесь мелкодисперсных огнеупорных порошков размером частиц 5-7 мкм в количестве Al2O3 - 19 мас.%, Y2O3 - 32 мас.%, SiO2 - 19 мас.%. Указанные компоненты тщательно перемешивают в течение 20-30 минут, далее суспензия выстаивается 15-20 минут для удаления пузырьков воздуха. Полученную керамическую суспензию наносят на изделие методом окунания или кистью, дают стечь излишкам и помещают изделие в сушильный шкаф с влажностью более 90% на 60-80 минут. После чего изделие вынимают и выдерживают на воздухе в течение 30-60 минут для удаления избытка влаги. Далее повторяют процедуру нанесения и сушки каждого слоя еще 2-4 раза. Пиролиз высокотемпературного покрытия на композитах C/C и C/SiC проводится в порошкообразном корунде в воздушной атмосфере: осуществляется нагрев со скоростью 5°C/мин до температуры 1600°C и выдержка при 1600°C в течение 1 ч. Охлаждение образца до комнатной температуры проводится вместе с печью. Охлаждение образца до комнатной температуры проводится вместе с печью. Получают экспериментальные образцы композитов C/C и C/SiC с поверхностным защитным оксидным стеклокерамическим покрытием состава Y2O3-Al2O3-SiO2.

Пример 2

Суспензию (состав 25 мас.% связующего и 75 мас.% наполнителя) готовят следующим образом. В связующее (20% толуольный раствор иттрийсодержащего этилацетоацетатбутоксиэтоксиалюмоксансилоксана) вводят наполнитель - смесь мелкодисперсных огнеупорных порошков размером частиц 5-7 мкм в количестве Al2O3 - 14,4 мас.%, Y2O3 - 23 мас.%, SiO2 - 37,6 мас.%. Компоненты тщательно перемешивают в течение 30 минут, далее суспензия выстаивается 15-20 минут для удаления пузырьков воздуха. Полученную керамическую суспензию наносят на изделие методом окунания или кистью, дают стечь излишкам и помещают изделие в сушильный шкаф с влажностью более 90% на 60-80 минут. После чего изделие вынимают и выдерживают на воздухе в течение 30-60 минут для удаления избытка влаги. Далее повторяют процедуру нанесения и сушки каждого слоя еще 2-4 раза. Пиролиз высокотемпературного покрытия на композитах C/C и C/SiC проводится в порошкообразном корунде в воздушной атмосфере: осуществляется нагрев со скоростью 5°C/мин до температуры 1600°C и выдержка при 1600°C в течение 1 ч. Охлаждение образца до комнатной температуры проводится вместе с печью. Получают экспериментальные образцы композитов C/C и C/SiC с поверхностным защитным оксидным стеклокерамическим покрытием состава Y2O3-Al2O3-SiO2.

Другие примеры осуществления изобретения раскрыты в таблице 1.

Типичная микроструктура и элементный состав образцов композитов с поверхностным защитным оксидным покрытием на основе керамической суспензии исследовали с использованием сканирующего электронного микроскопа (СЭМ), совмещенного с энергодисперсионным анализатором (EDS).

На рисунке 1 представлены микрофотографии СЭМ пиролизованных в атмосфере воздуха при 1600°C C/C композитов с поверхностным защитным оксидным покрытием на основе керамической суспензии (пиролиз в атмосфере воздуха при 1600°C и выдержке в течение 1 ч.), на которых хорошо видно, что защитный оксидный слой плотно ложится на углеродные волокна, то есть имеет хорошую адгезию.

Типичный элементный состав защитного слоя на C/C композите после пиролиза в атмосфере воздуха при 1600°C (выдержка 1 ч) представлен на рисунке 2.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение термостойкости углеродных материалов с поверхностным защитным оксидным стеклокерамическим покрытием состава Y2O3-Al2O3-SiO2 в окислительной атмосфере выше 1500°C.

Таблица 1
№ Тип композита Состав суспензии Соотношение Связ.: Напол. Количество слоев Режим сушки Режим термообработки Потери массы при 1600°C, %
Связующее, % Наполнитель, % Температура, °C Время, ч Влажность, % Температура, °C Время, ч Среда
ИОАС Толуол Al2O3 Y2O3 SiO2
1 C/C 15 85 19 32 19 30:70 4 20 1 96 1600 1 воздух 16,2
2 C/SiC 15 85 19 32 19 30:70 3 20 1 95 1600 1 воздух 7,8
3 C/C 20 80 14,4 23 37,6 25:75 4 20 1 97 1600 1 воздух 15,4
4 C/SiC 20 80 14,4 23 37,6 25:75 3 20 1 97 1600 1 воздух 8,1
5 C/c 25 75 17 28 15 40:60 4 20 1 98 1600 1 воздух 16,7

Керамическая суспензия для создания защитных высокотемпературных антиокислительных покрытий, отличающаяся тем, что в ее состав входит связующее, состоящее из толуольного раствора органоиттрийоксаналюмоксансилоксана, и наполнитель, представляющий собой смесь мелкодисперсных огнеупорных порошков Al2O3, Y2O3, SiO2, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Связующее (толуольный раствор  
органоиттрийоксаналюмоксансилоксана) 30-50
Оксид алюминия Al2O3 14-20
Оксид иттрия Y2O3 23-33
Оксид кремния SiO2 остальное до 100



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к производству изделий с карбид кремния-, нитрид кремния-, углеродсодержащей основой и предназначено для защиты от окисления изделий, работающих в условиях окислительной среды при высоких температурах.

Изобретение относится к получению жаростойких покрытий и может быть использовано для защиты субстрата (10), по меньшей мере, часть которого вблизи поверхности состоит из кремнийсодержащего жаростойкого материала, например из карбида кремния или нитрида кремния, в процессе его использования при высокой температуре в окислительной и влажной среде.

Изобретение относится к области получения на углеродных материалах защитных покрытий и может быть использовано при изготовлении элементов (нагревателей, держателей) высокотемпературных печей для реализации процессов карбо- или металлотермического восстановления металлов из их окислов.

Изобретение относится к нанесению покрытий для защиты от окисления деталей из термоструктурных композитных материалов, содержащих углерод. Для получения самовосстанавливающегося слоя на детали из композитного материала на деталь наносят композицию, содержащую: суспензию коллоидного диоксида кремния, бор или соединение бора в виде порошка, карбид кремния в виде порошка, кремний в виде порошка и по меньшей мере один сверхжаропрочный оксид: Y2O3, HfO2, Al2O3, ZrO2.

Изобретение относится к области авиационно-космической техники, главным образом к производству теплозащитных покрытий, которые могут быть использованы для нанесения на внешнюю или внутреннюю поверхность оболочек из нитрида кремния головных антенных обтекателей ракет.

Изобретение относится к области изделий из композиционных материалов. В соответствии с заявленным способом на углеродную заготовку наносят гальваническое покрытие из карбидообразующего металла или сплава металлов и выполняют термообработку в вакууме или защитной газовой среде с карбидизацией гальванического покрытия.
Ангоб // 2497781
Изобретение относится к керамическим строительным материалам и может быть использовано при ангобировании кирпича, черепицы, плитки. Ангоб содержит кембрийскую глину, стеклобой и нейтрализованный гальваношлам с влажностью 80% при следующих соотношениях компонентов, мас.%: кембрийская глина 34,0-36,0; стеклобой 14,0-20,0; нейтрализованный гальваношлам с влажностью 80% 46,0-50,0.

Настоящее изобретение относится к новым материалам, обладающим многослойной структурой, предназначенным для контакта с жидким кремнием при процессах его плавления и отвердевания, в частности, выращивания кристаллов кремния для применения в фотогальванике.

Изобретение относится к способу изготовления изделий из огнеупорного керамического материала для использования в электронной технике СВЧ: муфеля печи, лодочки и их элементов.
Ангоб // 2480437
Изобретение относится к составам ангобов, которые могут быть использованы в производстве изделий бытовой керамики. .

Изобретение относится к производству конструктивных деталей, подвергающихся при эксплуатации воздействию высоких температур, и касается детали из композиционного материала с керамической матрицей и способа ее изготовления. Содержит волокнистый каркас, уплотненный матрицей, образованной из множества слоев из керамики с включением матричного межфазного слоя, отклоняющего трещины между двумя смежными керамическими слоями матрицы. Межфазный слой включает первую фазу из материала, способного содействовать отклонению трещины, которая достигла межфазного слоя согласно первому виду распространения в поперечном направлении через один из двух керамических слоев матрицы, смежных с межфазным слоем, таким образом, что распространение трещины продолжается согласно второму виду распространения вдоль межфазного слоя, и вторую фазу, образованную дискретными контактными участками, распределенными в межфазном слое и способными содействовать отклонению трещины, которая распространяется вдоль межфазного слоя согласно второму виду распространения, таким образом, что распространение трещины отклоняется и продолжается согласно первому виду распространения поперечно через другой керамический слой матрицы, смежный с межфазным слоем. Изобретение обеспечивает создание детали из композиционного материала с керамической матрицей, имеющей увеличенный срок службы при высоких температурах в коррозионной среде. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 19 ил., 2 пр.

Изобретение относится к способу получения защитных высокотемпературных антиокислительных покрытий состава Y2O3-Al2O3-SiO2 на карбидокремниевых волокнах. Технический результат изобретения заключается в снижении вязкости покрытия. Стеклокерамическое покрытие выполнено на основе органоиттрийоксаналюмоксансилоксанов общей формулы: [(R**O)sY(OH)tOr]k·[Al(OR)1(OR*)x(OH)zOy]m·[SiR***2O]g, где k, m, g=3-12; s+t+2r=3; 1+x+2y+z=3; R - CnH2n+1, n=2-4; R* - C(CH3)=CHC(O)CnH2n+1, C(CH3)=CHC(O)OCnH2n+1; R** - C(СН3)=СНС(О)CH3,R*** - OC2H5, CH3, CH2=CH, и растворителя при соотношении компонентов, масс. %: органоиттрийоксаналюмоксансилоксан - 2-4; растворитель - остальное до 100. Каждый слой полимерного покрытия подвергают сушке в воздушной и влажной атмосферах при комнатной температуре в течение 1,5-3 часов. Затем волокна с отвержденными покрытиями термообрабатывают в воздушной среде при температуре 1500°C с выдержкой 30-180 мин. Толщина покрытия варьируется от 0,4 до 2 мкм в зависимости от количества слоев, наносимых на карбидокремниевые волокна. 2 н.п. ф-лы, 2 табл., 1 ил.
Изобретение относится к производству изделий из углеродсодержащих материалов и предназначено для защиты их от окисления в условиях окислительной среды при высоких температурах. Оно может быть использовано в металлургической промышленности и в других отраслях техники, в том числе в авиастроении. Технический результат изобретения - повышение работоспособности покрытий в условиях окислительной среды и теплового нагружения. Способ включает формирование на поверхности изделия шликерного покрытия на основе композиции, состоящей из смеси ультрадисперсных порошков инертного к кремнию при технологических параметрах процесса силицирования соединения (SiC, B4C, BN, TiB2) и активного к нему элемента и/или соединения (углерода, молибдена, карбида титана), образующих при взаимодействии с ним тугоплавкие карбиды и/или силициды, и/или тройные соединения, и временного связующего, нагрев изделия в вакууме в замкнутом объеме реактора, выдержку при температуре завершения реакций образования указанных соединений и охлаждение в парах кремния. Пропитку кремнием осуществляют путем капиллярной конденсации его паров на стадии нагрева и/или изотермической выдержки в интервале температур 1350-1600оС при перепаде температур между парами кремния и изделием не менее 5оС, предпочтительно, с нарастающей по времени степенью пересыщения парами кремния, с последующим нагревом до 1650оС. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 16 пр.

Изобретение относится к производству изделий из углеродсодержащих материалов и предназначено для защиты их от окисления в условиях окислительной среды при высоких температурах. Оно может быть использовано в металлургической промышленности и в других отраслях техники, в том числе в авиастроении. Технический результат изобретения - обеспечение возможности использования покрытий в условиях окислительной среды при температуре газового потока более 1900°C. Способ включает формирование на поверхности изделия шликерного покрытия на основе композиции, состоящей из смеси мелкодисперсных порошков углерода и инертного к кремнию по крайней мере до 1600°C соединения(ий), и временного связующего, нагрев изделия в вакууме до 1600-1700°C в парах кремния в замкнутом объеме реактора, обеспечивающего капиллярную конденсацию паров кремния в порах покрытия при температуре 1300-1600оС, выдержку при 1600-1700°C и охлаждение. В качестве инертного к кремнию соединения(ий) используют нитриды металлов или бора, разлагающиеся с выделением летучих продуктов при нагреве в потоке газов с температурой 1700-2000°C или превращающиеся в указанных условиях в силициды соответствующих металлов и/или тройные соединения, так называемые фазы Новотного, состава Me3SiC2 и/или Me5Si3C, где Ме-металл. 2 з.п. ф-лы, 5 пр., 1 табл.

Изобретение относится к производству изделий из углеродсодержащих материалов и предназначено для защиты их от окисления в условиях окислительной среды при высоких температурах. Оно может быть использовано в металлургической промышленности и в других отраслях техники, в том числе в авиастроении. Технический результат изобретения - повышение жаростойкости покрытий и чистоты их поверхности. Способ включает формирование на поверхности изделия шликерного покрытия на основе композиции, состоящей из смеси порошков инертного(ых) к кремнию при технологических параметрах процесса силицирования соединения(ий) и активного к нему элемента(ов) и/или соединения(ий), образующих при взаимодействии с ним тугоплавкие карбиды и/или силициды, и/или тройные соединения, и временного связующего, нагрев изделия в вакууме в замкнутом объеме реактора, выдержку и охлаждение в парах кремния. Нагрев изделия с 1300 до 1600оС и выдержку при 1600-1650оС проводят при температуре паров кремния, превышающей температуру изделия, нагрев с 1600-1650оС и выдержку при 1700-1800оС проводят при температуре изделия, равной температуре паров кремния, а охлаждение - при температуре изделия, превышающей температуру паров кремния, или при их равенстве по достижении изделием температуры 1600оС. 1 табл., 11 пр.
Изобретение относится к защитным покрытиям для химической, металлургической, авиационной промышленности. Технический результат изобретения заключается в повышении надежности покрытия к воздействию окружающей среды при сохранении требуемой термостойкости. Защитное покрытие содержит, мас.ч.: жидкое калийное стекло 100-130; карбид кремния 30-60; окись алюминия 40-70; окись магния 5-15; окись кобальта 3-7. 1 табл.

Изобретение относится к области углерод-карбидокремниевых композиционных материалов (УККМ), работающих в условиях высокого теплового нагружения и окислительной среды, и может быть использовано при создании ракетно-космической техники, где к изделиям предъявляется требование по герметичности под избыточным давлением. Способ изготовления герметичных изделий из УККМ включает изготовление заготовки из пористого углеродсодержащего материала, компоненты которого имеют близкий КЛТР, и ее силицирование парожидкофазным методом путем нагрева, выдержки и охлаждения в парах кремния. Для силицирования берут заготовку с преобладающим размером пор не более 40 мкм, перед ее силицированием в поверхностные поры материала втирают шликерную композицию из порошка углерода или его смеси с соединениями, имеющими КЛТР, близкий к КЛТР компонентов материала заготовки, после чего формируют на поверхности изделия шликерное покрытие на основе указанной композиции. В композиции для формирования шликерного покрытия со стороны огневой поверхности используют порошки с размерами частиц, равными или превышающими размеры преобладающих пор материала заготовки не более чем в 2-2,5 раза. В шликерном покрытии для противоположной ей поверхности изделия используют порошки с размерами менее 5 мкм, в том числе наноразмерами. Массоперенос кремния в поры материала заготовки и шликерного покрытия осуществляют путем капиллярной конденсации его паров на стадии нагрева и/или изотермической выдержки в интервале температур 1300-1600°С при температуре паров кремния, превышающей температуру силицируемой заготовки. Техническим результатом изобретения является получение герметичных изделий из УККМ для использования при температурах выше температуры плавления кремния как в вакууме, так и при избыточном давлении. 3 пр., 1 табл.

Изобретение относится к производству изделий из углеродсодержащих материалов и предназначено для защиты от окисления изделий, работающих к условиях окислительной среды при высоких температурах. Техническим результатом является повышение жаростойкости, прочности и вязкости разрушения, а также стойкости покрытий к тепловому удару. Способ получения защитных покрытий на изделиях с углеродсодержащей основой включает формирование на поверхности изделия шликерного покрытия на основе композиции, состоящей из смеси нанодисперсных и ультрадисперсных порошков тугоплавких элементов и/или соединений, по крайней мере один из которых химически активен к кремнию и образует при взаимодействии с ним карбид кремния и/или тугоплавкие силициды, и/или тройные соединения, и временного связующего. Затем производят реакционное спекание шликерного покрытия в вакууме в парах кремния путем пропитки конденсатом его паров в интервале температур 1300-1450°С при температуре паров кремния, превышающей температуру изделия на 10-50 градусов, с последующим нагревом до температуры завершения реакций образования указанных выше соединений, при этом при меньшей температуре и меньшей разнице температур происходит пропитка наиболее мелких пор шликерного покрытия. 1 табл., 21 пр.
Способ получения огнеупорного материала для стекловаренных печей может найти применение в стекловаренной промышленности при изготовлении изделий, контактирующих с расплавом стекла. Поверхность бадделеитокорундового огнеупорного материала оплавляют потоком низкотемпературной плазмы температурой 3000-5000°C, при этом обеспечивают скорость прохождения плазменной дуги по поверхности огнеупорного материала, равную 0,07 м/с. При таком режиме поверхность бадделеитокорундового огнеупорного материала равномерно оплавляется, заполняя поры расплавом, обогащенным муллитом и цирконием. Технический результат изобретения - образование прочного защитного покрытия, которое повышает коррозионную стойкость огнеупорного материала.

Изобретение относится к получению материала, который способен противостоять высоким температурам в окисляюющей среде, и может быть использовано при изготовлении конструкционных деталей и покрытий. Огнеупорный материал содержит по меньшей мере первый компонент, соответствующий гафнию или неоксидному соединению гафния, или их смеси; второй компонент, соответствующий бору, или неоксидному соединению бора, или соответствующий смеси бора и неоксидного соединения бора; и третий компонент, соответствующий редкоземельному элементу РЗ, или неоксидному соединению редкоземельного элемента РЗ, или соответствующий смеси редкоземельного элемента РЗ и неоксидного соединения редкоземельного элемента РЗ, причем РЗ выбран из скандия, иттрия и лантанидов. При температуре эксплуатации, превышающей 2000оС, указанный материал способен образовывать самовосстанавливающуюся жидкую фазу в виде оксида редкоземельного металла. Материал не содержит ни кремния, ни соединения кремния. Технический результат изобретения - сохранение высоких механических свойств деталей из огнеупорного материала при температурах более 2000оС и обеспечение эффективной защиты деталей от окисления. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 9 табл., 7 ил.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2014-09-27 2014-09-26T19:24:46
Наверх