СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ ДИБОРИДА ТИТАНА Российский патент 1996 года по МПК C04B35/58 C04B35/56 

Описание патента на изобретение RU2063391C1

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности, к технологии получения тугоплавких соединений для конструкционной и инструментальной керамики.

Наиболее близким техническим решением является способ изготовления спеченных керамических изделий на основе диборида титана и карбида кремния путем спекания диборида титана и карбида кремния при повышенных температурах. При этом диборид титана может быть получен путем карботермического восстановления смеси оксида титана, оксида бора и углерода (см. заявку ФРГ N 3123974, С 04 В 35/58, опубл. 82 г.).

Известный способ характеризуется высокой температурой синтеза и соответственно повышенной энергоемкостью процесса, кроме того, способ предусматривает предварительное получение дорогостоящих исходных компонентов шихты, что усложняет процесс и технологическую схему.

В основу изобретения положена задача осуществить такое получение порошка, чтобы было обеспечено снижение энергоемкости процесса и затрат на расширение сырьевой базы и упрощение технологической схемы.

Поставленная задача решается тем, что при получении керамического материала на основе диборида титана, включающем карботермическую обработку исходных оксидных титан- и бор содержащих соединений по изобретению в качестве борсодержащего соединения используют смесь датолитового концентрата с оксидом бора, взятых в массовом соотношении в пересчете на бор, равном 0,05 - 19 1, а в качестве титаносодержащего продукт переработки титановой стружки. Причем в борсодержащей смеси используют ДТК с содержанием основных компонентов в мас. SiO2 30-40; B2O3 -15-25; CaO 30-40; Al2O3 0,09-1,0.

Преимущество предлагаемого способа заключается в том, что благодаря использованию в качестве одного из компонентов борсодержащей исходной шихты датолитового концентрата, снижающего расход предварительно полученных дорогостоящих компонентов, обеспечивается уменьшение затрат на процесс, а также интенсификация карботермического синтеза за счет более высокой реакционной способности бора, входящего в состав датолитового концентрата. Снижение температуры синтеза до 1490-1520oС позволяет уменьшить энергозатраты.

Использование в качестве титаносодержащего исходного соединения продукта переработки титановой стружки усиливает эффект от применения менее дорогостоящих и доступных исходных соединений. Предлагаемое техническое решение обеспечивает также расширение эксплуатационных возможностей применения керамического материала при изготовлении деталей различного назначения за счет качественного и количественного его состава.

При значительном снижении затрат на процесс получаемый продукт характеризуется хорошими значениями по дисперсности, прессуемости, микротвердости.

Для осуществления предлагаемого способа используют порошок оксида титана титан (усредненная формула TiO) дисперсностью 50мкм, полученный методом охрупчивания стружки титановых сплавов.

Для работы была использована витая стружка титановых сплавов ПТ-7М и ПТ-3В толщиной 0,2-0,5 мкм. Для интенсификации измельчения (снижения пластичности) титана стружковые отходы обрабатывали при температуре 900oС в течение 120-150 минут (в зависимости от марки сплава) в атмосфере воздуха. Измельчение проводили в центробежнопланетарной мельнице в течение 300-480 минут. Также используют сажу марки ПМ-100, порошок датолитового концентрата дисперсностью 50 мкм, и порошок B2O3.

Способ получения керамического материала на основе диборида титана, включающий карботермическую обработку исходных титан- и борсодержащих соединений, отличающийся тем, что в качестве борсодержащего соединения используют смесь датолитового концентрата с оксидом бора взятых в массовом соотношении в пересчете на основной борирующий компонент, равный 0,05 19:1, а в качестве титаносодержащего продукт переработки титановой стружки.

Датолитовый концентрат с содержанием в мас. оксида бора 18,10, оксида кальция 40,4, оксида кремния 37 в количестве 31, 75 г тщательно перемешивают с 19, 23 г оксида бора и с 23, 93 г порошка и 25, 09 г сажи марки ПМ-100 в планетарной мельнице "Санд" в течение З-х часов. Приготовленную шихту вакуумируют, нагревают до 1500oС и выдерживают 60 мин.

Полученный полупродукт имеет светло-серый цвет, его отмывают в растворе соляной кислоты от кальция и железа и затем отмывают водой. Полученный порошок состава в мас. TiB2 72,6; SiC 25,7, примеси остальное с дисперсностью частиц 1-2 мкм смешивают с 5% каучука в бензине (пластификатором) в количестве 0,3 л пластификатора на 1 кг смеси, сушат и подвергают горячему прессованию при температуре 1800oС в течение 40 минут при давлении прессования 400 кг/см2 в графитовых пресс-формах.

В результате получен материал с пористостью 1-2% микротвердостью 33,2 ГПа. Данные исследования представлены в таблице.

Снижение температуры до 1400oС при повышенном соотношении ДТК и B2O3 резко понижает в продукте содержание SiC и приводит к образованию SiO2 и некоторого количества до 2-3% BиС.

Настоящее изобретение может быть использовано для производства конструкционной и инструментальной керамики. ТТТ1

Похожие патенты RU2063391C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ ДИБОРИДА ЦИРКОНИЯ 1992
  • Сокол И.В.
  • Краснова Т.В.
RU2053209C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКА ДИБОРИДА ТИТАНА 2015
  • Горланов Евгений Сергеевич
  • Бажин Владимир Юрьевич
  • Смань Антон Владимирович
RU2603407C1
СПОСОБ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОГО СИНТЕЗА ДИБОРИДА ТИТАНА 2019
  • Горланов Евгений Сергеевич
RU2723859C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРИСТОГО МАТЕРИАЛА И МАТЕРИАЛ, ПОЛУЧЕННЫЙ ЭТИМ СПОСОБОМ 2000
  • Уваров В.И.
  • Боровинская И.П.
  • Мержанов А.Г.
RU2175904C2
Способ переработки датолитового концентрата 2019
  • Медков Михаил Азарьевич
  • Эпов Дантий Григорьевич
  • Крысенко Галина Филипповна
  • Дмитриева Елена Эдуардовна
RU2731225C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКА ДИБОРИДА ТИТАНА ДЛЯ МАТЕРИАЛА СМАЧИВАЕМОГО КАТОДА АЛЮМИНИЕВОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА 2012
  • Иванов Виктор Владимирович
  • Васильев Сергей Юрьевич
  • Лауринавичюте Вероника Кестуче
  • Черноусов Андрей Анатольевич
  • Блохина Ирина Анатольевна
RU2498880C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКА ДИБОРИДА ТИТАНА 2018
  • Сизяков Виктор Михайлович
  • Бажин Владимир Юрьевич
  • Виленская Анастасия Викторовна
  • Федоров Сергей Николаевич
RU2684381C1
ПОВТОРНАЯ ПЕРЕРАБОТКА МАТЕРИАЛОВ ДИБОРИДА ТИТАНА 2013
  • Уивер, Марк Л.
  • Скнитджен, Эндрю Л.
  • Димилия А.
  • Фелпс, Фрэнки Э.
  • Макмиллен, Джеймс К.
RU2629299C2
Способ получения смесей высокодисперсных гетерофазных порошков на основе карбида бора 2018
  • Коцарь Татьяна Викторовна
  • Данилович Дмитрий Петрович
  • Зайцев Геннадий Петрович
  • Орданьян Сукяс Семенович
RU2683107C1
СПОСОБ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ НАПЛАВКИ 2000
  • Панин В.Е.
  • Белюк С.И.
  • Дураков В.Г.
  • Клименов В.А.
  • Гальченко Н.К.
  • Самарцев В.П.
  • Прибытков Г.А.
RU2205094C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 063 391 C1

Реферат патента 1996 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ ДИБОРИДА ТИТАНА

Использование: изобретение может быть использовано при получении тугоплавких соединений для конструкционной и инструментальной керамики. Задача: осуществление технологии, обеспечивающей снижение энергоемкости процесса и затрат за счет расширения сырьевой базы и упрощения технологического процесса. Сущность изобретения: при получении керамического материала на основе диборида титана, включающем карботермическую обработку исходных оксидных титан- и борсодержащих соединений, согласно изобретению в качестве борсодержащего соединения используют смесь датолитового концентрата с оксидом бора, взятых в массовом соотношении в пересчете на основной компонент - бор, равном 0,05-19:1, а в качестве титансодержащего - продукт переработки титановой стружки. Преимущества: снижение затрат на процесс синтеза, интенсификация процесса.

Формула изобретения RU 2 063 391 C1

Способ получения керамического материала на основе диборида титана, включающий карботермическую обработку исходных оксидных титан- и борсодержащих соединений, отличающийся тем, что в качестве борсодержащего соединения используют смесь датолитового концентрата с оксидом бора, взятых в массовом соотношении в пересчете на бор (0,05 19):1, а в качестве титансодержащего - продукт переработки титановой стружки путем ее охрупчивания и измельчения до дисперсности 50 мкм.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1996 года RU2063391C1

Заявка ФРГ N 3123974, кл
Очаг для массовой варки пищи, выпечки хлеба и кипячения воды 1921
  • Богач Б.И.
SU4A1

RU 2 063 391 C1

Авторы

Сокол И.В.

Николенко О.В.

Верхотуров А.Д.

Даты

1996-07-10Публикация

1992-04-01Подача