Шихта для изготовления вакуумплотной керамики Советский патент 1984 года по МПК C04B35/443 

Изобретение относится к огнеуп ной и керамической промьпиленности и может быть использовано для изготовления специальной конструкци ной керамики, используемой в элек трохимических системах на основе твердьис электролитов из , Известна шихта для изготовлени вь1сокоогнеупорного материала, содержащая алюмомагнезиальную шпинел с 60 мае.% диоксида циркония til. Однако изделия, получаемые из такой шихты, имеют повышенную пористость и значительное различие коэффициентов термического расшир ния с материалом, в контакте с которым они должны находиться, что приводит к возникновению трещин и нарушению газоплотности констру ции. Известна шихта для изготовлени керамики, включающая алн 1омагнезиальную шпинель в качестве основы а-также 0,5-15% и 0,5-30% ZrOg С2. . Однако из этой шихты невозможно получить вакуум-плотную керамику с необходимыми эксплуатационными характеристиками, открывая п ористость керамики составляет 4,95,3%.. Наиболее близким к предлагаемому является шихта для изготовления вакуум-плотной керамики ЗЗ, включающая алюмомагнезиальную шпинель и диоксид циркония, стабилизирован ный оксидами редкоземельных элемен тов при следующем соотношении компонентов, мас.%: Алюмомагнезиальная11В1ИНель 25-35 Диоксид циркония, стабилизированныйоксидами редкоземельных элементов 65-75 Недостатком -известной шихты является низкая термостойкость керамики из-за малого коэффициента теплопроводности и довольно высоко го коэффициента термического расширения основной составляющей шихты - диоксида циркония. Вследствие низкой термостойкости срок службы керамики невысокий. Цель изобретения- - повышение те мостойкости. Поставленная цель достигается тем, что шихта для изготовления вакуум-плотной керамики, включающа алкмомаСиезиальную шпинель к стабилизированный диоксид циркония, содержит у1 азанные компоненты в ел душцем соотношении, мас.%: Алюмрмагнезиальнаяшпинель60-70 Стабилизированный диоксид циркония 30-40 Предлагаемое соотношение компонентов обеспечивает повышение термостойкости за счет создания каркасной микроструктуры из шпинели материала, имеющего меньший коэффициент термического расширения, которая гасит напряжения, возникающие при термическом расширении второй составляющей - стабилизированного диоксида циркония, создавая тем самым в структуре некоторую микротрещиноватость (явление диссипации ), При этом надежность электрохимических систем не снижается, так Как основные эксплуатационные характеристики изменяются незначительно. Выбранные пределы содержания ал|рмомагнезиальной шпинели обусловлены следующим: при содержании менее 60 мас,% резко снижается термостойкость керамики, при содержании более 70 мас.% уменьшается )ициeнт термического расширения, что снижает надежность электрохимической системы. Изделия получают следующим образом. .. . ; nopouioK диоксида циркония, стабилйзированный оксидом иттрия, загружают в металлическую мельницу и размальшают в течение 60 ч до размера кристаллитов 0,001-0,005 мм (контроль размера кристаллитов осуществляют под микроскопом) при соотношении материал: иары:вода, равном 1:2:1. В качествестабилизированного ifO может быть использован диоксид циркония, стабилизированный другими оксидами, например , СаО. Порошок алюмомагнезиальной шпинели загружают в металлическую мельницу, размалывают в течение 30 ч до размера кристаллитов 0,0030,010 мм. I После помола водные суспензии твердого раствора диоксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия, и алюмомагнезиальной шпинели выгружают в фарфоровую емкость при соотиошении смешиваемых компонентов, мае.%: zrOy-v-a MJAljO/ для отмывки от намолотого железа химического обогащения) в солянокислом растворе. Из осадка материала после помола и химическог-о обогащения отбирают пробу и прессуют

образшл размером 25 25x60 мм при давлении 68 МПа, которые спекают при

.

Конкретные составы шихт и свойства полученных из них образцов представлены в таблице.

По про65-75 (1,7-3,5 тотипу 25-35 1П П

Из таблицы видно, что термостойкость керамики из предлагаемой шихты сильно возрастает «/ в 20 раз, основные эксплуатационные характеристики керамики (удельное электросопротивление и открытая пористость) находятся в требуемом интервале значений, а коэффициент термического

расширения изменяется незначительно, что не снижает надежность эксплуата.ции электрохимических систем.

35

Кроме того, уменьшение содёржалНияв шихте стабилизированного оксида циркония снижает стоимость материала в 2-2,5 раза. 10,20,4-0,7 -11 -П