Шихта для изготовления вакуумплотной керамики

 

E-..дфтеетт:. . бв д

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

739038

Союз Советских

Социалистических

Республик

:9 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено23,05.78 (21 ) 2618304/29-33 (51) М. Кд. с присоединением заявки №

С 04 В 35/48 тбсудерствекным квйитет (23) Приоритет(53) УДК 666, 764.,23 (088.8) по делам изобретений к атхрыткй

ОпУблиховано 05 06,80, юллетеив,№ 2 1

Дата опубликования описания 10.06.80 (72) А вторы изобретения

Ю. С. Торопов, Г. С. Матвейчук и Т. Т. Г. акина (71) Заявитель

Восточный научно-исследовательский и проектный институт огнеупорной промышленности (54) Jl ÈÕTÀ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВАКУУМПЛОТНОЙ

КЕРАМИКИ

Изобретение относится к огнеупорной и керамической промышленности и может быть использовано для изготовления специальной конструкционной керамики, используемой в электрахимических системах

5 на основе твердых электролитов из например, в электролизерах для получения кислорода и водорода из паров воды, СО, в кислородных насосах, вь.сокотемпературных топливных элементах.

Известна шихта для получения конструкционной керамики, включающая окись кальция и двуокись циркония при следуютцем соотношении компонентов,% вес:

Двуокись циркония 77-80

Окись кальция 20-23 (1)

Наиболее близкой по технической сущ-. ности и достигаемому результату являет» сяшихта для изготовления высокоогнеупорного материала, включающая алюмомагнег1 kD эиальнуто шпиндель и двуокись циркония 2

Однако материалы получаемые из этих масс, обладая достаточной величиной електросопротивления, ил.еют значительное различие коэффициентов термического расширения с материалом на контакте с которым он должен находиться, что приводит к возникновению трешин и нарушению газоплотности конструкции

Цель изобретения — повышение надежности эксплуатации электрохимических систем за счет обеспечения величины коэффициента термического расширения при 1000 С (10,2-3 1,0) 10 рад а удельного электросопротивления (1,73 5) 10 ом.см

Ь

Поставленная цель достигается тем, что шихта для изготовления вакуумплотной керамики, вклтсчаюцтая алюмомагне.зиалъную liil инель и двуокись циркония содержит двуокись циркония стабилизированную окислами редкоземельных элементов при следуюшем соотношении компонентов, в ес.7:

Алюмомагнезиальная шпинель 23-35

Двуокись циркония стабилизированная окислами редкоземельных элементов 65-75.

73 ООМ

Температ

Q об?кига, Фф«ЦИ"-НЕ ельное

Состав ектропротив

ИЧЕСКОГО

Ц?1(ЕН«я

1000 С

10 гряд

НИЕ ПРЕ

oo с

< см

{ 600

31„,7

1„5,10(3 8. 7

1 700

70 вес.% с;} О. - О

+ 30 вес.% И р- }{{с. (}

2,8 ° 0 1{

1600

65 вес.% 7,}-Q, ((}..

+ 3 5 вес.". М сс Ю „0

3 -, (1600

75 вес.% "} О? Y Î

+25 вес.% Мд М (?

2 4.{с 91{ 1{

1600 н О, + 1 6 вес.% и >

Е 600

i,0

Наилучшие экс1}луятационные свойства

КЕРЯМИКИ ПОЛ1 ЧЯЮТ ПРИ ИС ПОЛЬOOB{3 FIH И твердого f}llcTBof}gl двуокиси де{(?кОн}тя с редкоземельными окислами фракций

3-8 мкм, я ялюмомагнезиальной п.нинели фракции 1-3 мкм.

Новое сочетание компонентов B зяявляемьп пределах обеспечие?ает повьш;ение наде}ке{ости электрохим«чески?х систем, так как коэффициент термического расширения вакуумплотных «зд лий близок к к.т.f?, твердого электролита.

3то обьясняется тем, что в процессе термообработки изделий происходит обре=

ЗОВЯНИЕ ЭВТCKTH IPCICOI 0 CОЕДИHЕHHЯ алюмомагне;?иялье}ой IJJ II«II&I« H тв е{}дого раствора, который об13олакивая зерна последнего, Образует блокесрующую н-. проводящую оболочку, всл . дствие чего, E целом электросопротивление и к.т.р, получаемго вешества повышаются до требуемых значений. Использов",í«0 порошков исходHbIx материалов (шпинель и твердого раствора) в заданном соотношении, с указанным размером частиц, позвс пяет получать изделия с необходимой структурой и воспроизводимыми .характеристиками.

Изделие получают сле1 yIOJFIIF! образо с ::?рошок твердого раствора двуокиси ц}}ркония, стабил«зов; нпой окисью иттрия

80% BBC. Z r (.},? + 20 Jo «?с

Ся0

3{ll f J }к fllOT Е? МГтЯЛХi« 1 "; JÑ3" М Ельlll .цу и

f J «dh1c41I>IBJI1Jw F3 т 0110«11 » 6(Э 1«с Jlo (}{3- }ма(JFI к}}исталлитое? 8-3 мке (контf с?ле, размера кристаллитов осуц1с?ствлял{1 под микрос-.копам)

5 при соотношении - материал; шары. водьг

1:2: 1.

) 1ОР01цок алеомомягнезиалье{ой Iгп«HE л«зягру}кяк>т B метялпи lескуlо ме?11- пину и,)азмапывают в течени 30 " Flc до разC

)с меря кристалл«тов, 3 мк. с

После помола водные суспее}зии твердого раствора двуокиси цирков«я, стяб«"1« «1?ОВЯННЕО«ОКИСЬЮ ИТ ГИ(3ИЯ И ЯЛIОМО (5 маги ези аль }1011 шпи еl ел «Вь.гру }{сяют в фар форовую емкость (соотношен«смешивяеМЫХ КОМПОНЕ ITOB;

65-75вес.% Z }" Oq f, (-?>

35-25% вес.% >J-",М. <

20 для отмывки от }3ям „потого }к{?л езя (Ехимического обогашения) в соляно-кисЛОМ раСтВОрЕ. }с}З ОСадКЯ Матвр«ЯЛа ПОСЛЕ помола и ?химического обогашения отбирают пробу и прессуют образцьс размером

10x10 wv при P=1000 Ki (cM, которье спекают при 1600 С.

КОПКРРТНЫЕ СOCTЯВЫ И BOFICTBЯ ПОЛ} ченпьгх из них образцов представлены в

11} таблице.

Составитель В Соколова

Редактор И., Квачадзе Техред Ж. Кастепевич Корре":,тор C. Шомак

Заказ 2771/23 Тираж 671 Падпис;:--;

Ш1ИИПИ Государственно комите- "- О:.С по делам изобретений и сткръггий

Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул.. 1эы," . ная, 4

Удельное электросопротивлепие измеяли контактным методом при помоши

:лостп переменного тока на частоте

1000 гц в интервале 800-1400 С на

soapyхе со скоростью подъема 200о/час.

Параллельно определяли величипу коэффициента термического расширения

{к.т.р. ) на образце размером 55х10х

410 мм, спрессованном из материала отобранной пробы при р 10000 кг/см, спеченном при 1600 С с помошью кат.— тетометра КМ - 8 от О до 1300 :: co скоростью подъема 50 /час. о

Формула изобрет ения

l, Ынхта для изготовления вакуум— нп плотной керамики, включающая алюмомагнезиальную шпинель и двуокись пиркония, с т л и ч а ю ш а я с я тем, что, с целью повьи. ения надежности эксплуатации электрохимических систем за счет обеспечения величины коэффициента термического расширения при ХООО С

9038

j1О,."-11,0) 10 град"4 а удельного электросопротивления (1,7-3,5) ° 10 омясм. ° д она содержит двуокись цикрония, стабилизированную окислами редкоземельных элементов, при следующем соотношении компонентов в вес.%:

Алюмомагнезиальная шпинель 25 35

Двуокись циркония, стабилизованная окислами редкозе(0 мельных элементов 65-75.

2, Иихтапоп. 1,отличаюн» а q с я тем, что она включает алюмо:..(ягнезиальную шпинель фракции l мкму

2 двуокись цирконий, c òÿáилизированную

15 окислами редкоземельньи элементов, фракции 3 8

Источая ки информации, -..ринятые во внимание при экспертизе

1. Отчет НИР Разработка технологии изготовления твердого электролита и конструкционной керамики. Регистр.

7607735. с. 103-120.

2 Патент Великобритании % 1281154, кл, С 1 3 опубл. 1972.