КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ Российский патент 1995 года по МПК C04B35/56 

Описание патента на изобретение RU2036884C1

Изобретение относится к огнеупорным керамическим материалам, а именно к теплозащитным материалам, используемым для изготовления деталей, работающих в условиях высоких температур агрессивных сред, циклических тепловых нагрузок, например для изготовления сопловых вкладышей в камеры сгорания ЖРД, лопаток ГТД.

Известны керамические материалы, содержащие в качестве основы карбид кремния (SiC), нитрид кремния (Si3N4), полученные методами реакционного спекания, горячего прессования.

Существенным недостатком данных материалов является их низкая термостойкость при работе в условиях высоких температур Т > 1700 К) и агрессивных сред.

Известен керамический материал на основе карбида кремния, полученный прессованием с алюмохлорфосфатным связующим и содержащий следующие ингредиенты, мас.

Карбид кремния SiС (дисперсность 160-320 мкм) 15
Карбид кремния SiC (дис- персность 5-50 мкм) 35 Нитрид кремния Si3N4 27 Двуокись алюминия Al2O3 10 Молибден Мo 5 Графит С 8
Недостатками материала являются низкие термическая и эрозионная стойкости, малое время эксплуатации и число циклов при работе изделий из данного материала в условиях циклических тепловых нагрузок.

Задачей изобретения является создание керамического материала на основе карбида кремния, обладающего высокой термостойкостью, высокой эрозионной стойкостью и имеющего большой срок эксплуатации при работе в условиях циклических и стационарных тепловых нагрузок.

Для этого разработан керамический материал на основе карбида кремния, полученный методом горячего прессования, в состав которого входят также графит и бор. Графитовая добавка выполняет функции релаксаций термических напряжений, введение бора повышает жаростойкость, эрозионную стойкость и улучшает спекаемость композиции. Содержание указанных ингредиентов должно быть в следующих количествах, мас. Карбид кремния SiC 70-76 Графит С 19-22 Бор В 5-8
Существенным отличием изобретения является то, что наличие в предложенной композиции графита в количестве 19-22 мас. в сочетании с карбидом кремния и бором в указанных количествах и методом получения (горячее прессование) обеспечивают высокую эрозионную стойкость, термостойкость, увеличение времени работы изделий из предложенного материала.

Для получения изделий из предложенного материала приготавливалась порошковая смесь с дисперсностью частиц 20 мкм, содержащая ингредиенты согласно таблице.

Полученная смесь спекалась при 2470 К в пресс-формах из графита марки МПГ-6 (МПГ-7) под давлением 40 МПа.

Нагрев осуществляется индуктором высокочастотной установки ВЧГ-2-10/0,066. Время спекания и прессования 15 мин. Предложенный материал был опробован в качестве сопловых вкладышей камер сгорания ЖРДМТ.

Результаты экспериментов приведены в таблице, в которой для сравнения приведены результаты испытаний вкладышей из известного керамического материала, которые проведены в тех же условиях.

После отработки ЖРДМТ времени и числа включений, указанных в таблице, вкладыши из известного материала плотностью разрушились за счет низкой термостойкости и эрозии материала, что приводило к выходу из строя двигателей. После испытаний в составе ЖРДМТ на вкладышах из предложенного материала образовались трещины по вкладышу, в составе камер сгорания сохраняли первоначальную форму, следов эрозии материала не зафиксировано, двигатели оставались работоспособными.

Из таблицы видно, что лучшими эксплуатационными свойствами обладают вкладыши из материала со следующим соотношением ингредиентов, мас. Карбид кремния 75-76 Графит 19-20 Бор 5
Время эксплуатации вкладышей из оптимальной композиции возросло по сравнению с вкладышами из известного материала более, чем в 1,7 раза, стойкость к циклическим тепловым нагрузкам возросла более, чем в 4 раза, показано, что материал не подвержен высокотемпературной газовой эрозии.

Свойства полученного материала позволяют повысить надежность и срок эксплуатации, выполненных из него изделий.

Похожие патенты RU2036884C1

название год авторы номер документа
КАМЕРА ЖИДКОСТНОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ 1993
  • Андреев Ю.З.
RU2100636C1
КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ КАРБИДА КРЕМНИЯ 2015
  • Каблов Евгений Николаевич
  • Гращенков Денис Вячеславович
  • Солнцев Сергей Станиславович
  • Ваганова Мария Леонидовна
  • Сорокин Олег Юрьевич
RU2604530C1
РАДИОПРОЗРАЧНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ АНТЕННОГО ОБТЕКАТЕЛЯ 2003
  • Каблов Е.Н.
  • Щетанов Б.В.
  • Берсенев А.Ю.
  • Максимов В.Г.
RU2263086C2
СПОСОБ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ РАБОЧЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ПОРШНЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 1991
  • Мелкумов С.Б.
RU2054129C1
Керамический композиционный материал 2018
  • Каблов Евгений Николаевич
  • Гращенков Денис Вячеславович
  • Лебедева Юлия Евгеньевна
  • Прокопченко Григорий Михайлович
  • Ваганова Мария Леонидовна
  • Прокофьев Владимир Алексеевич
  • Осин Иван Валентинович
RU2689947C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ УГЛЕРОД-КАРБИДОКРЕМНИЕВОГО КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА И УГЛЕРОД-КАРБИДОКРЕМНИЕВЫЙ КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ 1992
  • Костиков В.И.
  • Демин А.В.
  • Колесников С.А.
  • Конокотин В.В.
  • Понкратова Р.Н.
RU2084425C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ НА МАТЕРИАЛАХ И ИЗДЕЛИЯХ С УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩЕЙ ОСНОВОЙ 1992
  • Родионова В.В.
  • Кравецкий Г.А.
  • Шестакова Н.М.
  • Кузнецов А.В.
  • Костиков В.И.
  • Демин А.В.
RU2082694C1
КЕРАМИЧЕСКИЙ КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ 2009
  • Гращенков Денис Вячеславович
  • Исаева Наталия Всеволодовна
  • Солнцев Сергей Станиславович
  • Ермакова Галина Владимировна
  • Соловьева Галина Анатольевна
RU2397969C1
СОСТАВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА 2003
  • Белоусов Н.И.
  • Вичканский И.Е.
  • Малышев А.Я.
  • Белова В.П.
  • Галущенко А.И.
  • Гончаревский М.В.
  • Виноградов В.В.
  • Гемуев Ш.И.
  • Жуковский С.В.
RU2243954C2
ТЕПЛОЗАЩИТНОЕ ПОКРЫТИЕ 2012
  • Шамшетдинов Каюм Билялович
  • Келина Ирина Юрьевна
  • Чевыкалова Людмила Александровна
  • Бородай Феодосий Яковлевич
  • Рудыкина Валентина Николаевна
  • Алексеев Дмитрий Владимирович
RU2497783C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 036 884 C1

Реферат патента 1995 года КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

Сущность изобретения: керамический материал включает компоненты при следующем соотношении, мас.%: карбид кремния 70 - 76; графит 19 - 22; бор 5 - 8. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 036 884 C1

КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ, включающий карбид кремния, графит и бор, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока эксплуатации при работе в условиях циклических и стационарных тепловых нагрузок изделий, полученных методом горячего прессования, он содержит компоненты при следующих соотношении, мас.

Карбид кремния 70 76
Графит 19 22
Бор 5 8

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1995 года RU2036884C1

Способ получения на волокне оливково-зеленой окраски путем образования никелевого лака азокрасителя 1920
  • Ворожцов Н.Н.
SU57A1
Очаг для массовой варки пищи, выпечки хлеба и кипячения воды 1921
  • Богач Б.И.
SU4A1

RU 2 036 884 C1

Авторы

Тарасов В.В.

Каширин В.В.

Безумов В.А.

Лебедев И.Н.

Даты

1995-06-09Публикация

1987-03-17Подача