Керамический материал Советский патент 1990 года по МПК C04B35/581 

Изобретение относится к неорганическим материалам и может быть использовано в огнеупорной промышленности, металлургии, энергетике, в частности, для изделий,работающих при высоких температурах и нагрузках на воздухе или в контакте с агрес-, сивными расплавами.

Цель изобретения - повышение прочности материала.

Керамический материал получают следующим образом.

Порошки указанных компонентов смешивают в необходимых соотношениях. Из полученной шихты прессуют заготовки (в гидростате без добавки пластификатора при 5-10 кбар или одноосным прессованием в металлических пресс- формах с добавкой 5-10%-ного водного раствора поливинилового спирта

при давлениях 10-50 кг/мм1),которые затем спекают при 1700-1800°С в среде аргона. Оптимальная добавка дибо- рида циркония находится в пределах 7,5-25,7%.

Пример. Берут 100 г порошка нитрида алюминия (54,1 мас.%) со средним размером частиц 1-3 мкм, 15 г порошка оксида иттрия (8,1 мас.%) со средним размером час- ,тиц 3-5 мкм, 30 г порошка карбида кремния (16,2 мас.%) со средним размером частиц 3-5 мкм и 40 г порошка диборида циркония (21,6 мас.%) со средним размером частиц 3-5 мкм, смешивают эти компоненты в шаровой мельнице в течение 40 ч, после чего из полученной таихгы C JOPMVIOT чаготов- ки и проводят их спек шио.

ел i

о со |

naJb

Другие примеры получения керамического материала сведены в таблицу с указанием состава и свойств полученного материала.

Из полученного таким способом материала были изготовлены образцы для испытаний на изгиб, жаростойкость и на химическую стойкость к расплавам, содержащим хром и ванадий.

При испытаниях на изгиб использовали образцы размерами 4x4x25 мм, которые устанавливали в приспособленные для четырехточечного изгиба и нагружали в испытательной машине Instron, при этом фиксировали разрушающие нагрузки, затем вычисляли значение прочности на изгиб.

Жаростойкость керамического материала определяли на образцах, аналогичных образцам для испытаний на изгиб. Определяли прирост массы образцов при окислении их на воздухе в печи при 1200°С в течение 10 ч.

Взаимодействие керамического материала с расплавами, содержащими хром и ванадий, исследовали на образцах размерами 4x4x25 мм, которые погружали в расплав при 1600°С и выдерживали 0,5-1 ч, ndcne чего образцы изв лекали и изготавливали шлифы. Микроскопические исследования шлифов взаимодействия керамики с расплавами не обнаружили. Для всех видов испытаний

5

0

5

на каждый состав испытывали три-пять образцов.

Из приведенных данных (см.таблицу) видно , что по сравнению с прототипом (он же базовый объект) прочность керамики увеличилась в /-1,3 раза, жаростойкость в 4-6 раз при одновременном увеличении химической стойкости к расплавам, содержащим, например, хром и ванадий.

Применение предлагаемого керамического материала позволяет значительно расширить области использования керамики в промышленности,особенно для изделий, работающих при высоких температурах в агрессивных средах.

Формула изобретения

Керамический материал, содержащий нитрид алюминия, карбид кремния,оксид иттрия и диборид тугоплавкого металла, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности материала, он в качестве диборида содержит диборид циркония при следующем соотношении компонентов, мас.%:

30

Карбид кремния Оксид иттрия Диборид циркония

Нитрид алюминия

5,0 5,7

24,6 10,0

7,5 - 25,7

Остальное

Изобретение относится к неорганическим материалам и может быть использовано в огнеупорной промышленности, металлургии, энергетике, в частности, для изделий, работающих при высоких температурах и нагрузках на воздухе или в контакте с агрессивными расплавами. Цель изобретения - повышение прочности материала. Известный керамический материал, содержащий нитрид алюминия, оксид иттрия и карбид кремния, дополнительно содержит диборид циркония при следующем соотношении компонентов, мас.%: оксид иттрия 5,7-10,0

карбид кремния 5,0-24,6

диборид циркония 7,5-25,7

нитрид алюминия остальное. Прочность полученного материала 200-255 МПа, жаростойкость 0,5-1,5 мг/см². 1 табл.

45-68 5,3-10,5 5-31 5,2-35 - 153-195

3-4

Есть

15