Электропроводный керамический материал Советский патент 1983 года по МПК C04B35/50 C04B35/453 

оэ

00

оо

110 Изобретение относится к огнеупорным материалам, в частности к окис, ным керамическим электропроводным материалам, которые имеют высокую удельную проводимость в диапазоне температур 20-1500°С и могут быть использованы в качестве, токовыводов керамических нагревательных элементо а также в качестве токовыводов элект родной керамики МГДГ на основе Се02.Известна электропроводная керамика С1 3i обладающая большой электрической проводимостью при высоких тем пературах, например на основе твердых растворов двуокиси церия с окисью магния, содержащих следующее соотном ение компонентов, мол.%: Себ2 .- «5 МдО --15. Данный состав обладает высокой огнеупорностью (температура плавления более 2рОО°С} и смешанным характером проводимости. Однако при 1100600°С его удельное сопротивление составляет 10 Ом-см, что затрудняет его непосредственный контакт с металлом. При температурах порядка 20 С ук азанная керамика является изоляторо Известен также электропроводя1чий материал, содержащий состав Г2 , мол Д: ., - 33,3 - 70 JnRb04 - 30 - 66,7 Однако указанный состав имеет не достаточно высокую электропроводнос Удельное объемное сопротивление лежит в пределах (0,5-8)10 ом см. Наиболее близким к предлагаемому является высокоогнеупорный керамический материал на основе двуокиси церия с добавками пятиокиси тантала или ниобия 3 3. Известная керам1 ка при имее проводимость 4ЧО- Ом см при оптимальном составе, мол.%: СеОг - 95 ,Mb205)- 5 Керамика с такими электрическими характеристиками может применяться в качестве нагревательного элемента, однако контакт с металлическим проводником при 500 С вызывает окис ление металла, а при 20°С сопротивление известного материала возрастает на 2-3 порядка, что обусловлива ет использование повышающих трансфо маторов или предварите льного подогре ва, что значительно усложняет конструкцию. Цель изобретения - увеличение электропроводности керамического материала в интервале темгрератур 201500°С. Поставленная цель достигается тем, что электропроводный керамический материал, включающий СеО , дополнительно содержит ип20апри следюущем соотношении компонентов в мол.%; Се02 - 30-85 - 15-70 Процентное содержание двуокиси церия и окиси индия в предлагаемом составе является величиной оптимальной и выявлено в результате эксперимента. При содержании в предлагаемом составе менее 30 более 70 JnJ) огнеупорность материала уменьшится до 150С°С - . При содержании в предлагаемом составе более 8S% Се02 и мене 15% электропроводность материала существенно снизится. Получение керамики может проводиться методами,обычно применяемыми в керамической технологии: литьем из шликеров, прессованием, формов.анием пластифицированных масс и т.д. Рентгеновские исследования под-тверждают отсутствие химического взаимодействия между окислами при любом их соотношении. В данном случае при получении образцов керамики используют следующую технологию. Проводят смешение мелкодисперсных порауков Се02 и Jn2-3 заданных соотношениях в барабанном смесителе 3ч, затем прессуют брикеты при удельном давлении 100 МПа, обжигают в воздушной атмосфере при 1500°С в течение 5 ч, дробят и проводят помол обожженных брикетов.Затем прессуют образцы при удельном давелнии 100 МПа и обжигают образцы в воздушной атмосфере при 1500 С в течение 5ч. За базовый объект принят прототип. Для сравнения характеристик предлагаемого состава и известного материала проводят измерения электропроводности. Проводимость измеряют четырехзондовым методом на пёременном-токе на цилиндрах диаметром 8 мм, длиной 20 мм при нагреве в воздушной среде в диапазоне температур 201250°С.

310383204

Для исследований изготавливают об- Изданных таблицы следует, что разцы из трех составов предлагаемого проводимость предлагаемого материала материала и из одного состава извест- по сравнению с прототипом при темпеного материала.ратурах 500°С на З- порядка

. Полученные результаты приведены s выше, а при температурах 500-1250 С в таблице.на 2-3 порядка выше.

ЭЛЕКТРОПРОВОДНЫЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ, включающий СеОА, о т Л а о щ и и с я тем, что, с целью увеличения электропроводности в интервале температур 20-1500 С, он дополнительно содержит Р следующем соотношении ко1понентов, молД: Се0230-85 2% 15-70