Высокотемпературный керамический материал Советский патент 1991 года по МПК C04B35/58 

сл

с

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 средами. Цель изобретения - повышение прочности и жаропрочности при сохранении высокой жаростойкости. Это достигается тем, что керамический материал содержит следующие компоненты, мас.%: диборид циркония 45-67; оксид иттрия 5-10; карбид кремния 5-22,3; диборид титана 5-33,2. Прочность материала на изгиб 280-370 МПа при пористости 15% и 85-125 МПа при пористости 30%. Жаропрочность образцов при 1500°С составляет 220-290 МПа и 70-92 МПа при пористости 15 и 30% соответственно. 1 табл.

Изобретение относится к неорганическим материалам и может быть использова- но в огнеупорной промышленности, металлургии, энергетике, в частности для изделий, работающих при высоких температурах и нагрузках на воздухе или в контакте с агрессивными средами.

Цель изобретения - повышение прочности и жаропрочности при сохранении высокой жаростойкости.

Высокотемпературный керамический материал получают следующим образом.

Порошки указанных компонентов смешивают в необходимых соотношениях. Из полученной шихты прессуют заготовки (в. гидростате без добавки пластификатора при 5-15 кбар или одноосным прессованием в металлических пресс-формах с добавкой 5-10%-ного водного раствора поливинилового спирта при давлениях 25-50 кг/мм), которые затем спекают при 1700- 1900°С в среде аргона. Для получения беспористых или малопористых (единицы процентов пор) заготовок используют горячее прессование.

Пример. Берут 100 г порошка дибо- рида циркония (54,1 мас.%) с средним размером частиц 3-5 мкм, 15 г порошка оксида иттрия (8,1 мас.%) с средним размером частиц 3-5 мкм, 30 г порошка карбида кремния (16,2 мас.%) с средним размером частицл/5 мкм и.40 г порошка диборида титана (21,6 мас.%) с средним размером частиц 3-5 мкм, смешивают эти компоненты в шаровой мельнице в течение 40 ч, после чего из полсх ю N сл сл

00

ученной шихты прессуют заготовки и проворят их спекание.

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, жаропрочность (испытание на изгиб на 1500°С) и жаростойкость.

При испытаниях на изгиб использовались образцы размерами 4x4x25 мм, которые устанавливались в приспособление для четырехточечного изгиба и нагружались в Испытательной машине Instron.

Жаропрочность определялась на таких же образцах в вакуумной камере при 1500°С на машине instron .

Жаростойкость керамического материала определялась на аналогичных образцах. Определялось изменение массы образцов при окислении их на воздухе в печи при 1200°С в течение 10 ч

Для всех видов испытаний на каждый состав испытывалось три-пять образцов.

Из приведенных данных видно, что по сравнению с прототипом прочность керами- ки увеличилась в 1,5, жаропрочность в 1,6 раза, при сохранении высокой жаростойкости,

Формула изобретения Высокотемпературный керамический материал, включающий диборид циркония, карбид кремния и оксид иттрия, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности и жаропрочности при сохране- нии высокой жаростойкости, он дополнительно содержит диборид титана при следующем соотношении компонентов, мас.%;

Диборид циркония45 67

Карбид кремния5-22,3

Оксид иттрия5-10

Диборид титана5-33,2