Изобретение относится к литейному производству. Известен способ изготовления на основе MoSi2 (дисилицид молибдена) высокотемпературных нагревательных элементов методом СВС-экструзии, описанный в сборнике научных трудов "Силициды и их применение в технике", Киев, 1990. Этот метод, объединяющий в одну технологическую стадию процесс синтеза необходимого материала в режиме горения и дальнейшее его продавливание в горячем состоянии через матрицу с заданным сечением, позволяет получить нагревательные элементы на основе MoSi2 с рабочей температурой до 1900oС и выдерживающие сотни циклов нагрев-охлаждение до комнатной температуры.
Недостатками этого метода являются:
1) Потребность в сложном оборудовании для экструзии нагревателей.
2) Сложность получения нагревателей переменного сечения и сложной криволинейной формы.
3) Плотность материала нагревателей не превышает 96 % от стандартной для MoSi2.
Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в создании способа получения высокотемпературных нагревателей на основе дисилицида молибдена, позволяющего обойтись без сложного оборудования, получать нагреватели переменного сечения и сложной криволинейной формы, повысить плотность материала нагревателей.
Для решения поставленной задачи в способе изготовления высокотемпературных нагревателей на основе дисилицида молибдена, включающем приготовление шихты и синтез в режиме горения, согласно изобретению для приготовления шихты используют стехиометрическую смесь порошков MoO3 и Si с добавлением стехиометрической смеси порошков Мо и Si, причем количество стехиометрической смеси порошков МоО3 и Si определяют по формуле
К = Qпот/22790,324 + 63,459,
где Qпот - тепловые процессы горения шихты, при этом количество стехиометрической смеси порошков Мо и Si равно 100 - К, а после синтеза жидкий дисилицид молибдена заливают в форму и охлаждают.
Сущность изобретения заключается в переходе от экструзии к литью нагревателей на основе MoSi2, причем для получения жидкого MoSi2 используют теплоту реакции окисления кремния и образования MoSi2 согласно формуле
2МоО3 + 7Si = 2MoSi2 + 3SiO2 + 1480,3 кДж,
при этом в шихту помимо стехиометрической смеси порошков МоО3 и Si для ограничения температуры горения необходимо добавить стехиометрическую смесь порошков Мо и Si, реагирующую по формуле
Мо + 2Si = MoSi2 + 119,0 кДж,
ограничивая таким образом температуру реакции 2800oС, чтобы избежать испарения продуктов реакции и удешевить и упростить процесс литья за счет использования менее дефицитных и дорогих материалов для изготовления литейной формы и ковша для сжигания шихты.
Процесс изготовления высокотемпературных нагревателей состоит из следующих этапов:
1) Приготовление стехиометрической смеси из порошков MoO3 и Si согласно формуле реакции
2МоО3 + 7Si = 2MoSi2 + 3SiO2,
причем МоО3 берется несколько больше стехиометрического количества для компенсации потерь на испарение МоО3. Превышение над стехиометрическим определяется опытным путем посредством химического анализа продукта реакции и определения отклонения химического состава от MoSi2 в сторону большего содержания Si. Обычно, для приближения продукта реакции по составу к MoSi2 хватает 2-5 мас.% превышения МоО3 над стехиометрическим.
2) Приготовление стехиометрической смеси из порошков Mo и Si согласно формуле реакции
Мо + 2Si = MoSi2.
3) Приготовление из смесей МоО3 + Si и Mo + Si шихты.
4) Сжигание шихты в тигле или разливочном ковше, причем материал тигля или футеровки ковша должен иметь температуру плавления, большую 3000oС, не реагировать с шихтой и не растворяться в MoSi2. Например, можно использовать ковш с футеровкой из МgО. За счет большей плотности MoSi2 чем у SiO2 продукты реакции разделяются.
5) Заливку жидкого MoSi2 в форму, материал которой не реагирует с расплавом и имеет температуру плавления, большую 3000oС. Например, можно использовать форму из MgO.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОРОШКОВЫХ НАГРЕВАТЕЛЕЙ НА ОСНОВЕ ДИСИЛИЦИДА МОЛИБДЕНА, НАПРИМЕР, ИЗ ОТХОДОВ ЛИТЫХ НАГРЕВАТЕЛЕЙ ИЗ ДИСИЛИЦИДА МОЛИБДЕНА | 2003 |
|
RU2262545C2 |
ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ В РЕЖИМЕ ГОРЕНИЯ ЛИТОГО КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА ДИСИЛИЦИДА МОЛИБДЕНА И ВОЛЬФРАМА | 2010 |
|
RU2419664C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖАРОСТОЙКОГО КЕРАМИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ ИЗДЕЛИЙ СЛОЖНОЙ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ФОРМЫ | 2023 |
|
RU2816230C1 |
Шихта для получения композиционного материала на основе дисилицида молибдена | 2023 |
|
RU2818057C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛИТОГО ДИСИЛИЦИДА МОЛИБДЕНА В РЕЖИМЕ ГОРЕНИЯ | 2008 |
|
RU2367702C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОНСТРУКЦИОННОЙ КЕРАМИКИ АДДИТИВНОЙ ТЕХНОЛОГИЕЙ ДЛЯ ИЗДЕЛИЙ СЛОЖНОЙ ГЕОМЕТРИИ | 2023 |
|
RU2814669C1 |
Композиция для высокотемпературной керамики и способ получения высокотемпературной керамики на основе карбида кремния и силицида молибдена | 2021 |
|
RU2788686C1 |
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО АНТИФРИКЦИОННОГО МАТЕРИАЛА | 2013 |
|
RU2542039C1 |
ЭКЗОТЕРМИЧЕСКАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ЛЕГИРОВАНИЯ ЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДИСТЫХ СПЛАВОВ | 1996 |
|
RU2126734C1 |
ЖАРОПРОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ НА ОСНОВЕ КАРБИДА КРЕМНИЯ | 2002 |
|
RU2232736C2 |
Изобретение относится к литейному производству. Способ включает приготовление шихты и синтез в режиме горения, при этом для приготовления шихты используют стехиометрическую смесь порошков МоО3 и Si с добавлением стехиометрической смеси порошков Мо и Si, причем количество стехиометрической смеси порошков МоО3 и Si определяют по формуле K=Qпот/22790,324+63,459, где Qпот - тепловые потери процесса горения шихты, при этом количество стехиометрической смеси порошков Мо и Si равно 100-К, после синтеза жидкий дисилицид молибдена заливают в форму и охлаждают. Способ согласно изобретению позволяет обойтись без сложного оборудования, получать нагреватели переменного сечения и сложной криволинейной формы, повысить плотность материала нагревателей.
Способ изготовления высокотемпературных нагревателей на основе дисилицида молибдена, включающий приготовление шихты и синтез в режиме горения, отличающийся тем, что для приготовления шихты используют стехиометрическую смесь порошков МоО3 и Si с добавлением стехиометрической смеси порошков Мо и Si, причем количество стехиометрической смеси порошков МоО3 и Si определяют по формуле
K= Qпот./22790,324+63,459,
где Qпот. - тепловые потери процесса горения шихты,
при этом количество стехиометрической смеси порошков Мо и Si равно 100-К, а после синтеза жидкий дисилицид молибдена заливают в форму и охлаждают.
СИЛИЦИДЫ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В ТЕХНИКЕ | |||
- Киев: ИПМ, 1990, с | |||
Устройство для охлаждения водою паров жидкостей, кипящих выше воды, в применении к разделению смесей жидкостей при перегонке с дефлегматором | 1915 |
|
SU59A1 |
US 4970179 А, 13.11.1990 | |||
Покрытие для карбидокремниевых электронагревателей | 1989 |
|
SU1685752A1 |
SU 1148129 A, 30.03.1985 | |||
SU 303786, 28.06.1971 | |||
КОРОНКА ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН | 0 |
|
SU335382A1 |
Авторы
Даты
2002-06-27—Публикация
1999-11-11—Подача