Огнеупорный керамический материал Советский патент 1982 года по МПК C04B35/109 C04B35/48 C04B35/106 

I

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для производства прочных огнеупорных материалов, устойчивых для работы с резкими температурными перепадами, например, при изготовлении чехлов дня термопар предназначенных для замера температуры расплавленных металлов, а также облицовочньгх плиток плавильных ванн.

Известен огнеупорный материал со следующим соотношением компонентов, мол. %:.

ZrOa 76-86

11-11,6

Cr,.0 2,4-11 Синтез материала производят при температуре 1700-1750 С. В начале стабилизируют добавкой 12 мол.% . , а затем порошок кубического раствора (88 мол. % ZrO + 12 мол.% ,) перемешивают с тонкрдисперс110Й Cr, (содержание зерен мельче 1 мкм - не менее 90%), Смесь увлажняют,раствором поливинилового спирта, после чего массу с влажностью 7-10% прессуют при удельном давлении 5001000 кг/см . Обжиг изделий производят при температуре не ниже 1700 С. Термостойкость этого материала по режийу 1300 С - вода составляет от 2 до 17 теплосмен.

Однако в связи с постоянно возрастающими требованиями к конструкцион10ным материалам, такая термостойкость недостаточна.

Известен также огнеупорный материал следукнцего состава, мол. %:

ZrO 80-87

ts

Nd«05 10-12,5

0,5-10

Синтез этого материала производят следуницим образом.

88 мол. % ZrO2 стабилизируют

20 12 мол. % при температуре 16001700 С. Полученный порошкообразный кубический раствор перемешивают стонкодисперсяой А1дОз (содержание зерен мельче 3 мкм- не менее 70%). Смесь увлажняют раствором поливинилового спирта, после чего массу с влажностью 7-8% прессуют при удельном давлении 500-ч1000 кг/см. Добавка небольших количеств Al/jOj к ZrOi, стабилизированной обеспечивает при температурах частичный распад кубического раствора. В результате образуется NdА10 с высокой температурой плавки,

Однако прочность этого материала недостаточна для использования его в высоконагруженных изделиях в качестве конструкционного материала (G. f 56-93 кг/мм }.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является огнеупорный керамический материал 3 j,включа(ощий, мол. %:

ZrOa32-34

Ndjj Oi6-8

Llj O8-14

AkOoОстальное

Синтез материала по прототипу производят следующим образом. Первоначально стабилизируют окисью неодима окись циркония при температуре 1700-1750 С, добавляя 24-26 мол. % NdrtO затем порошок кубического твердого раствора ZrO NdrtO перемешивают в этиловом спирте на валковой мельнице в барабане из карбида вольфрама с 60 мол. % в течение 48 ч. Полученную смесь брикетируют, подсушивают при 200 С, затем плавят в молибденовом тигле при 1950 С. Полученные плавленные слитки измельчают в барабане из карбида вольфрама и к полученной шихте добавляют 814 мол.% окиси лития. Образцы изготавливают прессованием шихты при добавлении л/5% поливинилового спирта под давлением 1000-1200 кг/см . Обжиг образцов проводят при температуре с подъемом температуры по 500 С в час и вьщерживают при этой температуре в течение 2 ч. В результате этого получаем химически стойки керамический материал.

Однако несмотря на то, что термостойкость данного материала нысока (35 теплосмен) прочность его недостаточна (167 кг/мм) для использования его в ряде изделий для ряда металлургических праизаодств.

Цель изобретения - повьшгение прочности.

Поставленная.цель достигается тем, что огнеупорный керамический материал , включ ающий А L CL,Z г Ол, Nd.03, дополнительно содержит MoSi2 и Tic при следующем соотношении компонентов, мол.%:

ZrOe.30-31

Nd2.0-34-5

L iji O7-8

МоГ. i i4-6

Tie9-10

A1, 0 2Остальное

П p и -M e p . Синтез предлагаемого материала производят следующим образом. Первоначально ZrOn стабилизируют при температуре 1 700-1 750с 20-26 мол. % Nd-0л , затем порошок кубического твердого раствора ZrO. перемешивают в этиловом спирте на валковой мельнице в барабане из карбида вольфрама с 5660 мол.% А в течение 48 ч. Полученную смесь брикетируют, подсушивают при температуре 200°С, затем плавят при температуре 1950 С. Плавление ведут в молибденовом тигле. Получившиеся слитки измельчают в барабане из карбида вольфрама. К получившейся шихте добавляют в мол.%: Mo Sig.. 4-6 и T-iC 9-10. Образцы изготавливают прессованием при добавлении 5% поливинилового спирта под давлением ГООО-1250 кг/см. Обжиг образцов проводят при температуре 1700 С, с подъемом температуры по 500 С в час и выдерживают при данной температуре в течение 2 ч.

Конкретные составы материала и его свойства в сравнении с прототипо приведены в табл. 1 и 2 соответстпеи но.

Т а б л и ц а 1

3047

30,54,57,5

3158

3268

33711

46 43 40 34 49 44

9

9,5

10