Шихта для изготовления вакуумплотной керамики

Шихта для изготовления вакуумплотной керамики

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОКИ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕ(НИХ

РЕСПУБЛИН

Мд) С 04 В 35 44

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ

Н ARTGPCklOMV CgggYEEIOÎÒÂÓ

30"40

ГОСУДАРСТОЕННЫЙ НОМИТЕТ ССОР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И QlHPbfNA

I(211 3452588/29-33 (223 10.06.82 (46) . 15..02.84. Вюл. В б (72} Г.С. Матвейчук., Ю.С. Торопов, Д.С." Рутман и Э.К. Келер (71) Восточный научно-.исследователвсккй и проектный институт огнеупорной промышленности (53) 666. 764. 62 (088. 8) (561 i. Патент Великобритании

Р: 1281154, кл. С 1 g 1972.

2. Патент CttR 9 3514302, кл. 106 -.57, 1970.

3. Авторское свидетельство СССР

9 739038, кл. С.04 В 35/48, 1978.,SU„„1073225 А (54у(57) ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ВАКУУИ-ПЛОТНОЙ КЕРАМИКИ, ВКЛЮЧаКЩаЯ алкжбмагнезиальную шпинель и стаби:лизированный диоксид циркония, lo т л и ч а ю щ а я с я тем, что„ с целью повышения термостойкости, она содеркит. укаэанные компоненты а следукщих соотношениях, мас.%1

:Алюмомагне". эиальная внтинель ... . 60-70

Стабилизиро..ванный диоксид циркония

1073225

25-35

Цель изобретения. - повышение термостойкости.

Поставленная цель достигается тем, что шихта для изготовления 60 вакуум-плотной керамики, включающая алюмомагиезиальную шпинель Y стабилизированный диоксид циркония, содержит указанные компоненты в следующем соотношении, мас.Ъ:,,65

Изобретение относится к огнеупорной и керамической промышленности и может быть использовано для изготовления специальной конструкцион-. ной керамики, используемой в элек :трохимических системах на основе 5 твердых электролитов из 2(02

Известна шихта для изготовления вйсокоогнеупорного материала, содержащая алюмомагнезиальную шпинель с 60 мас.% диоксида циркония Т13.

Однако иэделия, получаемые из такой шихты, имеют повышенную пористость и значительное различие коэффициентов термического расширения с материалом, в контакте с 35 которым они должны находиться, что . приводит к возникновению трещйн и нарушению газоплотности конструкции.

Известна шихта для изготовления 20 керамики, включаю(цая алюмомагнезиальную шпинель в качестве основы, а.также 0,5-15% Y+ и 0,5-30(6

2ГОу (2 )

Однако из этой шихты невозможно получить вакуум-плотную керамику с необходимыми эксплуатационными характеристиками, открывая пористость керамики составляет 4,95,3%.

Наиболее близким к предлагаемому является шихта для изготовления вакуум-плотной керамики (3), включающая алюмомагнезиальную шпинель и диоксид циркония, стабилизированный оксидами редкоземельных элементов при следующем соотношении ком-. понентов, мас.%г . Алюмоиагне. эиальная .шпинель ° 40 ,Циоксид .циркония, стабилизированный оксидами 45 редкоземельных элементов 65-75

Недостатком известной шихты является низкая термостойкость керамики иэ-за малого коэффициента . 50 теплонроводности и довольно высокого коэффициента термического расширения основной составляющей шихты — диоксида циркония. Вследствие низкой термостойкости срок службы керамики невысокий °

Алюмомагнезиальная шпинель 60-70

С табилиэированный диоксид циркония 30-40

Предлагаемое соотношение компонентов обеспечивает повышение термостойкости за счет создания каркасной микроструктуры из шпинели— материала, имеющего меньший коэффициент термического расширения, которая гасит напряжения, возникающие при термическом расширении второй составляющей — стабилизированного диоксида циркония, создавая тем самым в структуре некоторую микротрещиноватость (явление диссипации ).

При этом надежность электрохимических систем не снижается, так как основные;эксплуатационные характеристики изменяются незначительно.

Выбранные пределы содержания алюмомагнезиальной шпинели обусловлены следующим: при содержании

bgA1>04, менее 60 мас.Ъ резко снижается термостойкость керамики, при содержании И А1 0 более 70 мас.% уменьшается коэ(" ициент термического расширения, что снижает надежность электрохимической системы.

Изделия получают следующим образом.

Порошок диоксида циркония, сòабилизированный оксидом иттрия, загружают в металлическую мельницу и размалывают в течение 60 ч до размера кристаллитов 0,001-0,005 мм (контроль размера кристаллитов осуществляют под микроскопом ) при соотношении материал:фары:вода, равном

1:2:1. В качестве стабилизированного

Й(.02 может бйть использован диоксид циркония, стабилизированный другими оксидами, например МуО, СаО.

Порошок алюмомагнезиальной шпинели загружают в металлическую мельницу, размалывают в течение 30 ч до размера кристаллитов 0,0030,010 мм. (После помола водные суспензии твердого раствора диоксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия, и алюмомагнеэиальной шпинели выгружают. в фарфоровую емкость при соотношении смешиваемых компонентов, мас.Ъг

2ю От ЧуО

30-40

2 +

70-60 для отмывки от намолотого железа (химического обога(ценил) в солянокислом растворе. Из осадка материала после помола и химического обогащения отбирают пробу и прессуют

1073225 образцы размером 25<25<60 мм при давлении 68 МПа, которые спекают при

1700 С.

Конкретные составы шихт и свойства полученных из них образцов представлены в таблице.

Состав .керамики, мас.Ъ

Удельное электрбсопротивление при

1000 С, Ом;см

Открытая пористость, %

Шихта

УСА1 0

2гО + У20 тв. р-р

По прототипу 25-35

65-75 (1, 7-3, 5)y 10,2Ю.О -11,0

0,4-0, 7

Предлагаемая 70

0,5

9,9

0,4

22

65

0,4

10,2

40

60 расширения изменяется незначительно, что не снижает надежность эксплуата.ции электрохимических систем.

Кроме того, уменьшение содержа,ния в шихте стабилизированного оксида циркония снижает стоимость материала в 2-2,5 раза.

Составитель Р.Малькова

Редактор Т.Веселова .Техред Ж.Кастелевич Корректор }O.Nàêàðåíêî

° Ф»

Тираж 606 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам .изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 263/20

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул..,роектная, 4

1, 103

3.0. 10-"

3 4,10Э

Из таблицЫ видно, что термостойкость керамики из предлагаемой шихты сильно возрастает в 20 раз, основные эксплуатационные характеристики керамики (удельное электросопротивление и открытая пористость) находятся в требуемом интервале значений, а коэффициент термического

Коэффициент термического расширения при

1000 С ю10 град

Термостойкость (20-1300-20) С воздух, теплосмена .