Способ получения керамического материала на основе нитрида кремния

Способ получения керамического материала на основе нитрида кремния

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ НИТРИДА КРЕМНИЯ путем смешивания порошков нитрида кремния, кремния и добавок, формования с последующей термообработкой в режиме самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, о тл ичающийся тем, что, с целью повышения термостойкости, готовят смесь следующего состава, мае.%: Кремний23,4-32,7 Нитрид бора 5,8-11,4 Карбид кремния 16,7-20 Оксид иттрия или алюмоиттриевый гранат1,2-11,4 § Нитрид кремния Остальное а заготовку перед термообработкой (Л помещают в засыпку порошка титана.

1>

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) (И) З(51) С 04 В 35/58

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3539156/29-33 (22) 11.01.83 (46) 07.06.84. Бюл. Ф 21 (72) И.П. Боровинская, С.Ф. Кондаков, В,М. Мартыненко, А.Г. Мержанов, А.С. Мукасьян и Л.Н. Петров (71) Отделение Ордена Ленина института химической физики АН СССР и Институт физики твердого тела АН СССР ($3) 666.798.2(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР по заявке У 3357674/29-33, кл. С 04 В 35/58, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке В 3357674,кл.С 04 В 35/58, 1981 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ KEPANH×ÅC КОГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ НИТРИДА

КРЕМНИЯ путем смешивания порошков нитрида кремния, кремния и добавок, формования с последующей термообработкой в режиме самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, I отличающийся тем, что, с целью повышения термостойкости, готовят смесь следующего состава, мас.7:

Кремний 23,4-32,7

Нитрид бора 5,8-11,4

Карбид кремния 16,7-20

Оксид иттрия или алюмоиттриевый гранат 1,2-11,4

Нитрид кремния Остальное а заготовку перед термообработкой помещают в засыпку порошка титана.

54 териалов.

Термостойкость

+ 5 циклов

Пример, №

Содержание компонентов, мас. 7

Усадка, 7

I ви у20 61С !

52 9 5 8 t,2 16 7 23 4 5

3 41 6 8,34 4,16 16,7 29,2 3

4 36,4 7,25 5,45 18,2 32,7 1-2

5 28,6 11,4 11,4 20 28,6 "5

45

32,7

1-2 о

Количество теплосмен до разрушения 1250 С вода 10 С. з t0962

Ниже приводятся примеры осуществления способа.

Пример 1. Берут 90 г порошка кремния (32,7 мас.7) марки KPO

Гост 2169-69 с удельной поверхностью не менее 4 м /г, максимальным размером частиц 4 мкм и содержанием основного вещества не менее 98 мас.X

15 г оксида иттрия или алюмоиттриевого граната (5,45 мас.7), размером 1о частиц 40-50 мкм; содержанием основного вещества 97 мас.Х; 50 r карбида кремния(18,2 мас.7),ТУ 2-036-102-72, размером частиц 5-50 мкм и с содержанием основного вещества не менее 97,5 мас. ; 20 г нитрида бора (7,25 мас.Е), ТУ 2-036-707-77, размером частиц 100 мкм и содержанием основного вещества не менее 97 мас.7;

100 г нитрида кремния (36,4 мас.Ж), gp с размером частиц не более 4 мкм, удельной поверхностью 0,3 м /r и содержанием основного вещества не менее 97 мас.7. Далее компоненты перемешивают в шаровой мельнице в течение 30 ч, затем из смеси формуют методом изостатического прессования заготовку, помещают ее в реактор, засыпают порошком титана и подвергают ее термообработке в режиме СВС

6 (без засыпки) 36,5 7,25 5,45 18,2 в реакторе под давлением азота

3000 атм. После этого давление снижают до атмосферного, образец извлекают и подвергают химическому и рентгенографическому фазовому анализу, который показывает, что в конечном продукте содержится, мыс.7: 74,6 нитрида кремния, 4,5 оксида иттрия или алюмоиттриевого граната, 14,9 карбида кремния и 6 нитрида бора.

Измерение объема заготовки после термообработки показывает, что усадка минимальная и составляет 17.. Определение термостойкости — количество теплосмен, которые выдерживают образец до разрушения при нагреве до

1250@С на воздухе с последующим охлаждением в воде — показывает, что до разрушения заготовка выдержала

45 теплосмен. Полученный материал может быть использован для приготовления тиглей, стаканов для разливки расплавленных металлов в том числе и при разливке стали. другие примеры выполнения предлагаемого способа приведены в таблице с указанием состава исходных компонентов смеси и свойств полученных маS 109б 254 d

В качестве тугоплавкого соединения вается в три-пять раэ. Применение использован алюмоиттриевый гранат. предложенных материалов например, в

Из приведенных данных видно, что черной металлургии, позволяет увелипо сравнению с прототипом (он же ба-

Составитель Н. Соболева

Редактор С. Тимохина Техред А.Кикемеэей Корректор А.Тяско

Заказ 3738/17 Тираж 60б Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент"„ г. Ужгород, ул. Проектная, 4