Шихта для получения керамического материала Советский патент 1992 года по МПК C04B35/10 C04B35/80 

Изобретение относится к керамическим материалам и может быть использовано при изготовлении конструкционных керамических деталей ГТД и ДВС,- а также в других областях, где требуется высокая трещино- стойкость изделий при низкой теплопроводности.

Цель изобретения - повышение трещиностойкости при 1000°С уэф при сохранении высоких эксплуатационных свойств материала.

Повышение показателя уэф достигается в результате армирования керамики состава АЬОз - ТЮа - SiOa, обладающей очень низким модулем упругости (30-40 ГПа), высокоглиноземистым волокном и зернами плавленого муллита, которые при размере зерна 5-10 мкм имеют вытянутую форму (коэффициент формы 1:7). Армирующие компоненты имеют модуль упругости на порядок выше и поэтому берут на себя основную часть напряжений при распространении и поглощении развивающейся трещины. Кроме этого, армирующие компоненты вызывают разветвление трещины и в комплексе с микротрещинами, имеющимися в структуре керамики (матрицы), способствуют увеличению площади разрушения и соответственно увеличению уЭф.

Выбор состава и концентрации армирующих компонентов обусловлен близостью химического состава с матрицей, что обеспечивает прочность границ раздела волокон и матрицы, а также возможностью повышения их общей концентрации до 30-40 об.%.

Технология изготовления изделий из керамического материала заключается в следующем.

Спек из оксидов алюминия и титаната, взятых в молекулярном соотношении 0,7:0,3 и 0,8:0,2, получают обжигом при 1450- 1500°С в течение 6- 8 ч. После этого спек, а также плавленый муллит размалывают сухим способом при соотношении матери- ал:шары, равном 1:3, до удельной

XI ГО

J о &ь ел

поверхности (по ПСХ) 5-6 тыс.см /г. Волокно марки ГВ-8 также размалывают сухим способом до длины волокна не более 30 мкм.

Из размолотой шихты в мешалке готовят термопластичный шликер с использованием в качестве связующего смеси расплавленного парафина и воска при их соотношении 10:1. В приготовленный шли- , кер вводят размолотое волокно и тщательно смешивают. После этого методом горячего литья под давлением формуют образцы изделия (вставки в выхлопные каналы ДБ С). Затем проводят их обжиг в две стадии. Сна- . чала проводят предварительный обжиг пол- уфабриката в засыпке из глинозема при максимальной температуре 1000°С в течение 3 ч со скоростью подъема температуры 20°С в час. Затем проводят окончательный обжиг при 1550°С в течение ч со скоростью подъема температуры 150РС в час, после обжига керамику подвергают однократной пропитке в гидролизованном этйлсиликате, который после термообработки при 250°С в течение 2-3 ч представляет собой аморф- .ный кремнезем. Введение таким способом позволяет распределить его в микротрещинах титаната алюминия, а не между зернами основных фаз, В результате такого залечивания микротрещин, особенно в их острие, наблюдается повышение

пластической деформации керамики и, соответственно, показателей ее )/9ф

Концентрация компонентов, а также размер зерен муллита и волокна выбран , экспериментально, результаты приведены в таблице.

Формула из обретения

Шихта для получения керамического материала, включающая спек состава, мас.%: AlaOs 75; ТЮ2 25. плавленый муллит и аморфный кремнезем, отличающаяся

тем, что, с целью повышения трещиностойко- сти при 1000°С при сохранении высоких эксплуатационных свойств материала, она содержит плавленый муллит размером чдс- тиц 5-10 мкм и дополнительно - высокоглиноземистое волокно длиной не более 30 мкм при следующем соотношении компонентов,

мас.%:

Указанный спек65-70

Плавленый муллит размером 5-10 мкм25-30

Аморфный кремнезем1,0-2-,5

Высокоглиноземистое волокно размером не более 30 мкм1.5-3,0

Изобретение относится к керамическому материалу для изготовления вставок-в выпускные каналы двигателей внутреннего сгорания. Изобретение направлено на повышение трещиностойкости при 1000°С при сохранении высоких эксплуатационных свойств. Для этого шихта для получения керамического материала содержит, мас.%: спек 75; ТЮ2 25; плавленый муллит с размером частиц 5-10 мкм 25-30; выеокогли- ноземистое ёолокно размером 30 мкм 1,5-3,0; аморфный кремнезем 1,0-2,5. Материал обжигают при 1450-1500°С в течение 6-8 ч. Достигнуто повышение показателей удельной эффективной работы разрушения в 4-5 раз Сдо 250-270 Дж/м2 при температуре 1000°С). 1 табл.