Огнеупорная масса набивная

 

i: «.,,:CAN библиотек яяА

* а Сии „ (lIi 726064

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.02.78 (21) 2583975/29-33 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет

Опубликовано05.04.80. Бюллетень,% 13

Дата опубликования описания 08.04.80 (51)М. т(,л.

С 04 В 35/48

Гесудерстееннь1й комитет

СССР иа делам изобретений и открытий (53) УД1(066.767 (088. 8) Я. П. Гохштейн, A. И. Романов, Г. П. Телегин, В. Д. Любимов, А. И. Гаврилова и О. И. Куртепова (72) Авторы изобретения

Институт высоких температур АН СССР (71) Заявитель (54) ОГНЕУПОРНАЯ НАБИВНАЯ МАССА

Изобретение относится к 1ттюизводству высокотемпературных набивных масс из окислов, проводя|цих электрический ток при высоких тел пературах и используемых для изготовления электродов МГД— генератора или нагревателей печей электР росопротивления.

Известен керамический материал, включающий, вес.%: окись индия 25-50, двуокись циркония 50-75 ) 1).

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является огнеупорная масса 12 для изготовления безобжиговой футеровки, включающая, вес.%:

Двуокись циркония стабилизированную 40-70

Двуокись циркония нестабилизщю ванН ортофосфорную кислоту 10-30

Однако электротттюводность футеровок из этих масс недостаточна для удовлетворительной раГюты МГД открь того

2 цикла (иМеется в виду конструкция набивных электродов с металлическойобой— мой (coToA). Обычно соты и обоймы BbIполняются из меди и нуждаются в интен сивном охлаждении, которое способствует резкому уменьшению проводимости слоя керамики или набивной массы, прилегающего к холодной поверхности металла.

Кролле того, при наличии высокой темпе— ратуры (1400 С) на л<ежфазной границе та металлический анод — набивная масса (керамика) при прохождении постоянного тока, например, в системе Ъ.Π— СаО возникает запирающий слой, который снижает плотность тока при 1400 С на два о

15 порядка и создает опасность электричес— кого пробоя электродов на анодной стенке.

Стабилизированная Zr O обладает подавляющей анионной проводилюстью, перенос заряда в ней осуществляется

20 анионами О, по вакансиял Ъ . Поэтому х х при прохождении постоянного токе, на2 чиная с 1 А/см, происходит электролнтический распад твердого раствора (bn

Таблица 1

Предлагаемая

20

60

Известная

3 7260 основе стабилизировантюй 7 o< ) и при— катодн области и ее растрескивапие,"

Все эти факторы не могут не привести к снижению эффективной мощности канала и к резкому ограничению ресурса электродной стенки, так как ток начинает идти целиком через металлические

4асти электрода, выступающие в поток плазмы. А прохождение тока .ерез металл сопровождается снижением мощ— 10 ности и дуговой аэрозией на границе раздела металл — плазма.

Цель изобретения — повышение удельной электропроводности и стойкости к электрохимическому воздействию постоянного тока и снижение контактного сопротивления на границе с металлом.

Поставленная цель достигается тем, что огнеупорная набивная масса, вклю.чающая двуокись циркония стабилизиро — рэ ванную, нестабилизированную и ортофос— форную кислоту, дополнительно содержит, окись индия при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Двуокись циркония 25 стабилизированная 55-75

Двуокись циркония нестабилизированная 5-20

Ортофосфорная кислота 5 — 10

Окись индия 15-30 30 Удельный вес кислоты 1,47 г/см

При содержании кислоты менее 5% набивная масса слишком сухая и рассыпчатал, а при более 10% масса требует длительной термообработки для затвердения, что при разложении большого количества ортофосфорной кислоты при

215 С (с выделением соответствующего количества пэров воды) может Вызвать растрескивание материала и снижение 40 качества изделий.

64 Д

Оптимальное содержание окиси индия в предлагаемой набивной массе 15—

ЗО вес.%. При содержании окиси индия в. количестве менее 15% снижаетсч электропроводность более чем в 2 раза и, соответственно, увеличивается контактное сопротивление, а при содержании более 30% — оптимальные электрофизические характеристики сохраняются, но материал становится экономически нев ьп одным, Смеси изготовляют из электроплавленной двуокиси циркония, стабилизированной окисью кальция (10 вес." СаО), имеющей определенный гранулометри— ческий состав, вес.%: 1 мн = 2,0

0,1=0,5 мм — 20; 0,5 = 0,88 мм — 10;

0,88 мм — 10.

В перемешанную электропЬавленную массу вносят моноклинную модификацию двуокиси циркония с резмером зерна

3 мкм и окись индия. Все это тщательно перемешивают вместе с ортофосфорной кислотой удельного веса 1,47 г/см до равномерного распределения между собои гранул и тонкодисперсной фракции.

Затем из набивных масс прессуют опытные образцы с платиновыми зондами. Давление прессования около 100 кг/см .

Образцы подвергают термообработке на воздухе при 300оС в течение 3-х ч.

Окончательные геометрические размеры образцов: длина 1,2 cM,диаметр

0,8 см, открытая пористость 28%, плотность 4,8 г/см .

Конкретные составы набивных масс и параметры электрохимических испытаний на воздухе в изотермических условиях при 1400 С (анод и катод из Pt ) о представлены в табл, 1,2 и 3 соответственно.

726064

Таблиц а 2

Предлагаемая

2,8 10 2,4 10 "1,1 10 35 10 5,5 10 — 4.6,4 10

4,0 ° 10

5,0 10

4,3 10

7,2 ° 10

1,5 10

4,5 10 4

3,0 10

2,2. 10

2,4 10

1,8 10

1,1 10

l 9 10

4,3-10 1,1. 10

Известная

Таблица 3

Предлагаемая

12

120

Известная

0,3

Состаъитель В. Соколова

Редактор М. Недолуженко Техред 3. Чужик Корректор И. Муска

Заказ 848/17 Тираж 671 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения з5

Огнеупорная набивная масса, включающая двуокись циркония стабилизированную и нестабилизированную, ортофосфорную кислоту, отличающаяся 0 тем, что, с целью повышения удельной, электропроводности и стойкости к электрохимическому воздействию постоянного тока и снижения контактного сопротивления на границе с металлом, она допол- 45 кительно содержит окись индия при сле.дующем соотношении компонентов, вес.%:

Двуокись циркония стабилизированная 55-75

Двуокись циркония нестабилизированная 5-20

Ортофосфорная кислота 5-10

Окись индия 15-30

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 384799, кл, С 04 В 35/ 48, 1 97 1 °

2. Авторское свидетельство СССР № 292928, кл. С 04 В 35/48, 1967.