ОГНЕУПОРНЫЙ МАТЕРИАЛ Советский патент 1974 года по МПК C04B35/02 

Изобретение относится к производству огнеупорных материалов на основе тугоплавких окислов, имеющих высокую термическую стойкость и температуру плавления от 2700 до 2900°С, которые могут быть использованы для изготовления высокоогнеупорных и термостойких изделий для химической и металлургической промышленности.

Известен огнеупорный материал, включающий двуокись гафния и окись иттрия.

Недостатком этого огнеупорного материала является высокая стоимость и сравнительно низкая в конкретных условиях эксплуатации термическая стойкость.

Цель изобретения - повышение термостойкости.

Это достигается тем, что материал дополнительно содержит двуокись циркония при следующем соотношении указанных компонентов (мол. %):

Двуокись гафнияОснова

Окись иттрия6-8

Двуокись циркония35-40

Описываемый огнеупорный материал получают следующим образом. Вначале готовят гомогенную смесь порошков исходных компонентов выбранного состава, например, механическим смещением с последующим прессованием и термической обработкой либо путем прокаливания смеси гидроокисей, соосажденных аммиаком из азотнокислых солеи элементов, входящих в состав материала. Затем из полученной гомогенной смеси порошков формуют изделия методом полусухого прессованпя порошков либо методом горячего литья под давлением. Окончательный синтез огнеупорного материала производят обжигом изделий при температуре 1700°С в течение 10 час в окислительной среде. При этом в результате взаимодействия двуокиси гафния с окисью иттрия и двуокисью циркония образуются стабильные высокотемпературные твердые растворы. Высокая устойчивость твердых растворов по отношению к распаду обеспечпвает необходимый эффект термостойкости огнеупорного материала.

Пример 1. Двуокись гафния, окись иттрия 1 сорта и двуокись циркония марки

«Чда после предварительного прокаливания при 1200°С в течепие 2 час берут в следуюндем соотношении (в мол. %): HfOg-56,4; YaOa-6; ZrO2-37,6. Полученную смесь окислов нодвергают трехкратному механическому

перемешиванию в шаровой мельнице в течение 2 час, после каждого цикла перемешивания смесь прессуют в таблетки и обжигают при температуре 1300°С в течение 2-3 час. Окончательный синтез огнеупорного материала производят обжигом изделий при температуре 1700°С в течение 10 час в окислительной среде.

Рентгенофазовым и петрографическим анализами установлено, что огнеупорный материал, синтезированный путем обжига издеЛИЙ, как описано выше, представляет собой одну фазу - высокотемпературный твердый раствор на основе двуокиси гафния. Размер кристаллов от 3 до 5 мк с 2,14.

Пример 2. К растворам азотнокислых солей гафния (НЮ (МОз)2-2Н20), циркония (7гО/МОз)2-2Н20) и иттрия (У(МОз)з), взятым в необходимом соотношении, доливают избыток водного раствора аммиака, осадок декантируют, высушивают при 120°С и прокаливают при температуре 800°С в течение 2 час. Окончательный синтез огнеупорного материала производят по способу, описанному в примере 1.

Полученный огнеупорный материал характеризуется следующими данными: температура плавления-2740±30°С; коэффициент термического расширения в интервале температур от 20 до 1000°С-7,7-10-« град-; коэффициент теплопроводности при 800°С- 1,62 вт/м-град; образцы материала выдерживают без разрушения в среднем 18 теплосмен 20°С (вода) - 1200°С- 20С (вода).

Предмет изобретения

Огнеупорный материал, включающий двуокись гафния, окись иттрия, отличающийс я тем, что, с целью повышения термостойкости, он дополнительно содержит двуокись циркония при следующем соотношении указанных компонентов (мол. %):

Двуокись гафнияОснова

Окись иттрия6-8

Двуокись циркония35-40