Огнеупорный материал

 

О П И С А Н И Е l (rr1 4352ll

Республик

К АВТОРСКОМУ СВКДЕТЕЛЬСТВУ! (61!) Зависимое от авт. carr™етсльства

1 (22) .". аявлс о 02.! 0.72 (21) 1833210/29-33 (51) М. Кл. С 04b 35 00

I ! с присоединением заяв.;и № (32) Приоритет !

Опубликовано 05.07.74. Бюллетень № 25

Дата опубликования описания 13.11.74

Государственный комите

Совета Министров СССР оо делам иэооретений н открытий (53) УДК 666.76(088.8) (72) Авторы изобретения С. Г. Тресвятский, А, В. Шевченко, Л. М. Лопато, В. С. Дверняков, А. Е. Кущевский и В. В. Пасичный

Ордена Трудового Красного Знамени институт проблем материаловедения (54) ОГНЕУПОРНЬ1й МАТЕРИАЛ

Изобретение относится к высокоогнеупорным материалам, которые могут быть использованы для изготовления специальных высокоогнеупорных и термостойких изделий, применяемых в металлургической и химической промышленности, а также для защиты специальных узлов от эрозионного износа в агрессивных средах.

Известны огнеупорные материалы па основе двуокиси из группы циркония, гафпия с добавкой окисью магния.

Однако изделия из этих составов обладают низкой термостойкостью и плотностью.

Е)елью изобретения является устранение указанных недостатков.

Достигается это тем, что orr дополнительно содержит окись скандия при следующем соотношении указанных компонентов (в мол. %):

Двуокись из группы гафпия, циркония 90 — 96

Окись магния 2 — 5

Окись скандия 2 — 5

Введение в двуокись гафния или двуокись циркония с;!eси окиси магния и окиси скандия в количестве ог 4 до 10 мол. % позволяет получить стабильные высокотемпературные твердые растворы со структурой флюорита.

Данный огнеупорный материал готовят следующим образом. Вначале готовят гомогенную смесь порошков выбранного состава, например, механическим смешением окислов с последующим прессованием и термической обработкой, либо путем прокаливания смесь гидроокисей, соосажденных аммиаком из азотокислых солей элементов, входящих в состав материала. Заготовки изделий формуют из полученной гомогенной смеси порошков методом полусухого прессования смеси или методом горячего литья под давлением.

Приведенные примеры иллюстрируют изобретение.

Пример 1. Двуокись гафппя (двуокпсь

15 циркония) марки «чда», окись скандия первого сорта и окись магния марки «чда» после предварительного прокаливания при 1200 С в течение двух часов берут в следующем соотношении (в мол. %):

20 Двуокись гафния (двуокись цпркония) 95

Окись скандия 2,5

Окись магния 2,5

Полученную смесь окислов подвсргают

25 трехкратному механическому перемсшиванию в шаровой мельнице в течение двух часов, после каждого цикла перемешивания смесь прессовали в таблетки и обжигали при температуре в течение двух часов. Окончатель30 пый синтез, т. е. обжиг изделий производят

Предмет изобретения

Составитель E. Ширяева

Техред 3. Тараненко

Редактор И. Квачадзе

Корректор О. Тюрина

Заказ 3111/8 Изд. ¹ 56 Тираж 591 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, OK-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 при 1750 С в течение десяти часов в окислительной среде.

Рентгенофазовым и петрографическим анализом установлено, что синтезированный материал представляет собой одну фазу — высокотемпературный твердый раствор на основе двуокиси гафния (двуокиси циркония) . Размер кристаллов от 1 до 20 мк, Показатель преломления 2,14) ng, р)210 (материал на основе двуокиси гафния); 2,22)ng, р)2,18 (материал на основе двуокиси циркония).

Пример 2. К растворам азотнокислых солей гафния (циркония), скандия и магния, взятым в необходимом соотношении, доливают избыток водного раствора аммиака, осадок старят кипячением в течение четырех часов, декантируют, высушивают при 120 С и прокаливают при 800 С в течение двух часов.

Окончательный синтез материала производят по способу, описанному в примере 1.

Полученный материал характеризуется следующими данными.

Температура плавления материала с добавками 2 мол. /о окиси скандия и 2 мол. % окиси магния на основе двуокиси гафния равна

2830+-30 С, на основе двуокиси циркония

2750 30 С, соответственно с добавками

5 мол. /p окиси скандия и 5 мол. /о окиси магния у первого материала Тпл — 27401+-30 С и у второго 27001-30 С, Коэффициент термического расширения материалов с добавками 2 мол. % окиси скандия и 2 мол. % окиси магния на основе двуокиси гафния равен 9,7 10 — град —, на основе двуокиси циркония — 10,5 10- град- и с добавками 5 мол. /p окиси скандия и 5 мол. о/о окиси магцця соответственно 9,75 10- град — и 10,6 10 град — .

Коэффициент теплопроводности с добавкой

5 2 мол. /о окиси скандия и 2 мол. /о окиси магния при 1000 С равны 1,59 вт/м град и

1,64 вт/м град.

Образцы материалов на основе двуокиси гафния (с добавкой 2 мол. о/о окиси скандия

10 и 2 мол. окиси магния) выдержали без разрушения в среднем 54 теплосмены 20 — - -1200-+-20 С и на основе двуокиси циркония (та >ке добавка) 50 теплосмен.

Материалы на основе двуокиси гафния и

15 двуокиси циркония со стабилизирующими добавками (2 — 5 мол. % окиси скандия и 2—

5 мол. % окиси магния) обладают высокой стабильностью образующихся твердых растворов: изотермический отжиг в течение

20 500 час при температуре 1200 С не вызывает изменения фазового состава материалов.

25 Огнеупорный материал, включающий двуокись из группы гафния, циркония и окиси магния, отличающийся тем, что, с целью повышения термостойкости и плотности, он дополнительно содержит окись скандия при

30 следующем соотношении указанных компонентов (в мол. % ):

Двуокись из группы гафния, циркония 90 — 96

Окись магния 2 — 5

35 Окись скандия 2 — 5