Керамический материал для изготовления электродов Советский патент 1977 года по МПК C04B35/00 

1

Изобретение относится к составам керамических материалов для изготовления керамических электродов, работающих при высокой температуре, например для конвертеров МГД (магнитогидродинамических преобразователей).

Известен керамический материал для изгтовления электродов, например для конвертеров МГД, включающий хромит редкоземелного элемента.

В процессе эксплуатации электродов, в состав которых входят хромиты редкоземелных элементов, окись хрома быстро испаряется. В случае работы при высоких температурах снижается срок службы электро.дов.

Цель изобретения - повышение электропроводности.

Достигается это тем, что керамический материал, включающий хромит редкоземвльного элемента, дополнительно содержит сме luaifHyio окись ABOj с перовскитовой структурой в количестве 90-40% мол, где А щелочноземельный или редкоземельный элемент, В - металл с валентностью IV - |)|

Одним из компонентов вышеописанных окисей является окись, образованная апюмннахами редкоземельных элементов, цнрконатами щелочноземельных металлов, гафнатами щелочно-земельных металлов и различными соединениями, в состав которых входят двуокись церия и окиси щелочноземельных металлов.

Смеси окисей, добавляемые к зфомиту редкоземельных элементов, представляют собой непроводящие огнеупорные составы и имеют, примерно, ту же структуру, что и хромиты , J они способны растворять в твердом состоянии значительное количество хромита редкоземельных элементов. Присутствие хромитов сообщает материалу высокую электропровшность в рабочих условиях, а окись хрома, введенная в вице раствора и связанная с некоторыми составляющими, испаряется медленнее, чем чистый хромит.

в качестве примера состава керамияеско го материала для электродов можно назвать твердый насыщенный раствор, содержащий дирконат стронция ( .Sh 2п О, ), и хромвт. лантана ( ). В твердом jiacTBOpe значительное содержание цирконата стронция приводит к резкому уменьшению испарения окиси хрома. Сравнение скорости испарения при 230О С в среде, состоящей наполовину из аргона и налоловину из воздуха, показывает, что хромит лантана в 14 раз летучее чем твердый раствор, полученный из смеси, содержащей 9О молекул цирконата стронция и 10 молекул хромита лантана. Примеры составов керамических деталей, мол. %:123 502033 . 508О66, Характеристика проводимости эквимолярной смеси хромита лантана и цирконата по сравнению с отдельно взятыми СгО La и Zr- Оз S f : Элекгро- проводиCrO bd, ZrOjSr- Смесь мость, ом.м ZrOjS 1000°К 1500°К Величина ионной проводимости при 1200°К, % Ус-тановлено, что несмотря на наличие 5О% молей цирконата стронция, смесь сохр няет свойственный хромиту лантана электро ный вид проводимости, позволяя исключить явление электролиза в магнитогидродинамических преобразователях постоянного тока. Кроме того, благодаря присутствию хромита лантана, смесь и отличие от цирконата стро ция является проводником даже при низкой температуре. Электроды согласно изобретению могут быть изготовлены любым известным способом. f-fanpuMep, смесь заданного соста сначала плавят, полученные после охлажде, ния блоки измельчают и подвергают обжигу детали, предварительно отформованные под давлением, или находящиеся под давлея-инм детали подвергают спеканию. Для соединения нескольких слоев.различного состава используют, в частности, следующий способ: пластинки с различным держанием хромита лантана устанавливают в порядке возрастания содержания Cpkoi О так чтобы две соседние пластинки имели приблизительно одинаковый состав. Установленную в таком порядке пачку пластин прессуют, а затем подвергают температурной обработке для получения единого спаянного блока. Если каждая пластинка уже была обожжена заранее, то между ними вводят небольщое количество необожженного материала, имеющего состав, средний между составами этих пластинок, после чего прессуют или обжигают под давлением. Керамические детали электродов, согласно изобретению, обладают высокой электропровоаимостыо и слабой теплопроводностью. В электродах отсутствуют аллотропические изменения. ула изобретения Керамический материал для изготоЕле.чйя электродов, включающий хромит релкоземаль-. ного элемента, отличающийся тем, что, с целью повышения электропроводности, он дополнительно содержит смешанную окись ABOj с перовскитовой структурой в количестве-90-4О мол,%, где А елочноземельный или редкоземельный эле мент, В - металл с валентностью IV--111