Шихта для получения пористого проницаемого материала Советский патент 1993 года по МПК C22C14/00 C22C1/08 B22F1/00 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к составам шихты для получения пористых проницаемых материалов (ППМ) методов самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС), и может быть использовано для получения фильтрующих элементов, диспер- гаторов и других изделий различной формы и размеров для работы в агрессивных средах.

Целью изобретения является повышение коррозионной стойкости получаемого материала.

Это достигается тем, что шихта, содержащая титан, алюминий, углерод и легирующую добавку, в качестве легирующей добавки содержит кварцевое стекло при следующем соотношении компонентов, мае. %:

Алюминий13-15 Углерод 6,5-10 Кварцевое стекло 20-36 Титан Остальное За счет достигаемой при протекании в шихте реакции самораспространяющегося высокотемпературного синтеза температуры (2000°С и более) происходит плавление входящего в состав шихты кварцевого стекла и его растекание за счет сил поверхностного натяжения по поверхности пор образующегося пористого материала. Получаемый материал представляет собой пористый каркас на основе алюминида титана с включениями карбида титана, полностью покрытый тонкой пленкой кварцевого стекла.

Возможность использования материала в агрессивных средах обеспечивается высокой коррозионной стойкостью лленки стекла, предохраняющей пористый каркас от непосредственного соприкосновения с агрессивной средой. Являясь высокоустойчивым к воздействию большинства сред материалом, кварцевое стекло обеспечивает максимальный эффект повышения коррозионной стойкости получаемого материала, не достижимый при введении в состав шихты (материала) любого другого элемента.

При содержании в шихте кварцевого стекла в количестве менее 20 мае. % его недостаточно для образования защитной пленки во всем обьеме материала. При соСО

с

00

гО

Ј о ю

держании кварцевого стекла в шихте свыше 36 мае. % температура горения понижается за счет повышенного поглощения тепла инертным стеклом, а также значительно понижается механическая прочность получаемого материала.

Пример, Были подготовлены образцы шихты с различным соотношением компонентов (см. таблицу). Из каждого образца шихты были синтезированы образцы материала с последующим изучением его структуры и испытанием йа коррозионную стойкость. - .

Для экспериментов использовался титан маркиTlXTi алюминий Марки АСД-1, колло- идный графит и порошок кварцевого стекла дисперсностью менее 80 мкм полученный механическим помолом кварцевого стёкла. Дозировка компонента осуществлялась на аналитических весах с точностью до 10 г. Смещение компонентов шихты производили в лабораторном смесителе типа пьяная бочка на воздухе в течение 3 ч. Шихту помещали в вакуумиру емый реактор и нагревали в печи электросопротивления до 300-350°С, после чего инициировали реакцию СВС путем пропускания электрического тока через вольфрамовую спираль, касающуюся торца порошковой засыпки. Полученные образцы имели вид цилиндрического иггабика диаметром 32 мм и высотой 50 мм и использовались для приготовлений металлографических шлифов, применйемых при изучении структуры образцов, а также испытания на коррозионную стойкость. Изучение структуры полученных материалов осуществлялось на оптическом микроскопе Неофот-30. Коррозионная стойкость материалов оценивалась по относительному изменению их массы при выдержке в 10%-ной азотной кислоте в те- чение 48 ч, при комнатной температуре.

В таблице приведены характеристики

структуры, а также результаты испытаний

на коррозионную стойкость материалов,

полученных при различном соотношении

компонентов в шихте.

Из таблицы видно, что образцы, полученные из шихты с заявляемым соотношением компонентов, полностью устойчивы в агрессивной среде, разрушающей материал из шихты - прототипа,-

Применение предлагаемой шихты позволяет изготовлять пористые проницаемые материалы (ППМ), способные эксплуатироваться в условиях агрессивных сред, повы- сить надежность и срок службы материалов и изделий из них за счет повышенной коррозионной стойкости.

Формулаизобретения

Шихта для получения пористого прони- цаемого материала самораспространяющимся высокотемпературным синтезом, содержащая .титан, алюминий, углерод и легирующую добавку.отличающаяся там, что, с целью повышения коррозионной стой- кости пористого материала, она в качестве легирующей добавки содержит кварцевое стекло при следующем соотношении компо нентов, мае. %:

Алюминий13-15 Углерод 6,5-10,0

Кварцевое стекло20-36

ТитанОстальное

КаОв

Стбйкость К окисление ( .аес.при «ыдео«ке 3 при 1200 К

ПооисTOCTk,

г

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности пористым проницаемым материалам. Сущность изобретения: предложена шихта для получения пористого проницаемого материала, которая имеет следующий состав (мае. %): алюминий 13-15; углерод 6,5-10; кварцевое стекло 20-36; титан остальное. 1 табл.

18

6,5 1В

Остал

Остал.ное

OcraflfcМатериал инеет структуру слабо обеспеченны частмч лемииия и карбида титана. Частит кмрцееого стекла оплавлены, растеча- ими стекла не происходит

Материал каркаса имеет тревуенуо структуру, ,о; стоявув м атиинмда: Читана с распределенйний а .иен частицами карбида титана. Навлздает« рас- стекла по лоеерх ности пористого каркаса, однако; слой стекла по- крыаает на есю поаерх- ность пор

Структура яатериала ана- логтиа набгквааяевся е п.2, Поаерхность пор поя- ностъв покрыта тонким слрен (1-2 ики) кмриеео- . го стекла

t

5

6

26

W

встал - Структура материала «на- нее .логична наблщапевс п.2, Лоаерпюст пор кол- ности покрыта слоем кмрцааого стекла ией тслцннои 2,5-3 икн .

Остам ИаменекиА структуре .нов по сравнение с п,2. не.

отмечено. floeepiwocT пор . -. гхмиостю покрыта елэея .

кварцевого стекле, сред неб толжмнеЯ J.5- км ...

Осталъ- Материал миеет поимеччуо

коеxpyrwoctk, обуелоаяеинув : болмнм обуеинын сеяер- инием карбидоа и про- никнвееииеи стекла е структуру каркас

4 CtpyVtypa мвлгвриала-про- тотипа предста-лмт совой слтекни частицы алсми- нида титана

М отеле-Образец полностм разру-млся при

лило нспытани . ; иа-ta та-. J5 - .

кой проч--

ности ов-..,--.-

..

7,64«,3 - ,7 : 2.9

4,. 0,в-5 .в г в.01

бв, г

4,920,032 0,018 в,01 O.Oli

.

$.030,018. в.ОЦ О.вОв 0,009

Испытание провести Чвс ю-эа йалрл промноети иатефиала . .

,%2,в 1«,9 8,4 . O.W3

5.S