Способ соединения неорганических материалов Советский патент 1982 года по МПК C04B37/00 

() СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ НЕОРГАНИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

1

Изобретение относится к керамической, электронной и электротехнической промышленности, а также промышленности строительных материалов, и может быть использовано.для соединения изделий из различных материалов . (керамика, стекло, асбест, металлы и др. термостойкие неорганические материалы) при получении сборочных единиц из отдельных ;деталей, композиционных, материалов, а также герметизации.

Известен способ соединения неорганических материалов, в котором соединение неорганических материалов методом стыковой сварки осуществляют при 600-130О С в парах фосфорного ангидрида, после чего соединяемые детали выдерживают в нейтральной среде при тех температурах в течение :2р-бО мин .

Получение переходных согласованных слоев в данном способе значительно упрощается в силу специфики способа, однако необходимость выдержки в нейтральной среде удлиняет и усложняет процесс.

Наиболее близким к предлагаемому является способ соединения неорганических материалов путем приведения поверхностей в контакт с последующей обработкой места стыка газообразным реагентом при 900-950 С, причем в качестве газообразного реагента ис10пользуют фтористый водород. Процесс соединения неорганических материалов по данному способу ускоряется и упрощается Е2.

15

Однако используемый в существующем способе в качестве газообразного реагента фтористый водород является активным корродирующим агентом и обладает.отрицательным физио20логическим воздействием на организм человека. Это повышает токсичность процесса и приводит к необходимости принятия специальных мер по защите обслуживающего персонала, применяемого оборудования и окружающей среды Цель изобретения - улучшение условий труда за счет снижения токсичности. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу соединения неорганических материалов путем приведения поверхностей в контакт с последующей обработкой места стыка газообразным реагентом при 900-950 С в качестве газообразного реагента используют пары 620,- . Подачу паров N20 осуществляют путем возгонки неорганического борсодержащего сырья с водяным паром Пары ELO- - Н-О малотоксичны и обладают низкой корродирующей активнос;гью, В ТО же время борный ангидрид при 900-950 С имеет широкие области

Испытания на изгиб показывают, что прочность соединения в каждом из приведенных примеров превосходит прочность наименее прочного из соединяемых материалов.

Пример 2. Проводят герметизацию термопары хромель-алюмель, помещенный в корпус из нержавеющей стали с алундовой или корундовой засыпкой. Устройство в сборе помещают б печь, и в условиях, аналогичных описанным в примере 1, проводят обработку парами BjO - . Проведенные испытани на вакуумную плотность полученного устройства в сборе показывают, что места соединения разнородных деталей являются вакуумплотными.

Пример 3. В условиях, аналогичных примеру 2, проводят герметизацию металлических штырьков, пропущенных через отверстия стаклянной или керамической пластинки.

Пример i. Перемешивают порошки, мас.%: белый электрокорунд 80, цинк 10, тальк 10, Помещают их в форму круга 0 250 мм с металлическим сердечником 100 мм. Нагревают форму до 900-950 С и пропускают через нагретый порошок пары ВдО,, - в течение мин. Получают монолитный круг, который может быть использован как абразивный.

Пример 5. В условиях, аналогичных примеру , получают абразивы 64 теклообразования с различными окисыми системами, что позволяет широко спользовать его для соединения разичных неорганических материалов, ерметизации и получения композитов. Пример 1. Соединяют следующие пары неорганических материалов: керамика 22 ХС + керамика СК-1, керамика СК-1 + алюмель, керамика 22 ХС+ + кварцевое стекло. Перечисленные пары материалов помещают в электрическую муфельную печь, имеющую систему подачи газообразной системы В 0-, к месту соединения материалов. Газообразную систему . получают возгонкой борсодержащего сырья с водяным паром. Режимы соединения неорганических материалов приведены в таблице. в форме кругов, брусков и т.д. из порошка кубического нитрида бора (эльбора). Пример 6. В форму размером мм засыпают рубленое стекловолокно, уплотняют его, форму нагревают и производят обработку стекловолокна парами ВлО Н-0. Получают плиту из .спаянных волокон, которая может быть использована как архитектурно-строительный элемент (композиционный материал) . Пример 7. В условиях, анало гичных примеру 6, получают плиту из смеси стекловолокна с керамическим .порошком, в результате получая арми рованный композит. Пример 8. В условиях, анало гичных примеру 6, получают плиту из керамического пористого заполнителя, например, керамзита. Пример 9. В условиях, анал гичных примеру 6, получают плиту из следующей смеси, нас.%: магнезит 90, каолин 10. Полученные плитки имеют прочность при сжатии 170-250 кгс/см выдерживают свыше 20 циклов нагреваохлаждения при 20-1000 0 без потерь массы и растрескивания, и могут быть использованы как огнеупорные элемент Пример 10. В форму внутре ним диаметром 60 мм и длиной 100 мм засыпают вспученный графит, нагревают до 900-950С и обрабатывают парами Вд-О И20 течение 15-30 мин. . Затем подачу паров - прекра щают, а полученную заготовку, не вынимая из формы, прессуют под давлением 100-200 кгс/см с одновременным подъемом температуры до 1000-1500 С с выдержкой под давлением 10-15 мин, и, не снимая давления, охлаждают. Получают упругий графитовый материал, имеющий плотность 1,9 г/см (1900 кг/см) прочность при растяжении 200 кгс/см (20 МПа), модуль упругости 9бОО кгс/см (9бО Па), электрическое сопротивление 1 см. После кипячения образца в воде в течение суток изменений его свойств не наблюдается. ПримерП.В условиях, аналогичных примеру 10, получают графитовые изделия в виде колец различных размеров, которые могут быть использованы как ПОДШИПНИЮ1 или уплотнения двигателей, компрессоров, насосов. Как видно из приведенных данных предлагаемый способ соединения неорганических материалов обеспечивает по сравнению с известным снижение токсичности и упрощение процесса, одновременное расширение номенклатуры соединяемых материалов. Формула изобретения Способ соединения неорганических материалов путем приведения.поверхностей в контакт с последующей обработкой места стыка газообразным реагентом при 900-950 С, отлич ающ .и и с я тем, что, с целью улучшения условий труда, за счет снижения токсичности, в качестве газообразного реагента используют пары 0 НдО. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 537987, кл. СО В 37/00, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР № 666156, кл. С 04 В 37/00, 1977.