Огнеупорный керамический материал

Огнеупорный керамический материал

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Сове тскик

Социапистическиие

Респ )и 1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22)Заявлено 18.07.80 (21) 2959056/29-33 (5l)M. Кл.

С 04 В 35/48

С 04 В 35/10 с присоединением заявки М (23) 9)вудврствишы)) квинтет

CCCP во делан взееретевв)) в вткрытв)) П ркорнтет.

Опубликовано 07,03.82. Бюллетень Юв 9 (53) УДК 666 ° .76 (088.8) Дата опубликования описания ) 0 ° 03 ° 82

1 НОФА, еду

1 . : ...;;,„;,;; р

Л. Т. Козлов а, (72) Авторы изобретения

С. В. Калабухова и Е. И. Гера . ;; sc4

&ЗЖ и. щы„ (71) Заявитель (54) ОГНЕУПОРНЫЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ ИАТЕРИАЛ

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

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

2гОо . 76-86

Nd@Og 11-11, 6

Сг 0 2,4-»

Синтез материала производят при температуре 1700-1750 С. В начале

ЕгО,р. стабилизируют добавкой 12 мол.%

Nd@Oy., а затем порошок кубического раствора (88 мол, % Ег0. + 12 мол.% ,Nd@0@) перемешивают с тонкодисперс ной Сг 0 (содержание зерен мельче

1 мкм — не менее 90%). Смесь увлажняВ. А. Туманов, В. A. М офеев ют,раствором поливинилового спирта, после чего массу с влажностью 7-)0% прессуют при удельном давлении 5001000 кг/см . Обжиг иэделий произвоа дят при температуре не ниже )700 С.

Термостойкость этого материала по режиму 1300 С - вода составляет от 2 о до 17 теплосмен.

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

Известен также огнеупорный материал следующего состава, мол. %!

Zr0< 80-87

Nd 0 10-12, 5

Al 0 . 0,5-10

Синтез этого материала производят следующим образом.

88 мол. % ZrOy стабилизируют

12 мол. % Nd O) при температуре ) 6001700 С. Полученный порошкообразный кубический раствор перемешивают с. тонкодисперсиой А1у0) (содержание зе910557

3 рен мельче 3 мкм- не менее 70 ).

Смесь увлажняют раствором поливинилового спирта, после чего массу с влажностью 7-8 прессуют при удельном давлении 500 1000 кг/см, Добавка небольших количеств А! 0> к ZrOy, стабилизированной Nd О> обеспечивает при температурах частичный распад кубического раствора.- В результате образуется NdA10 с высокой темпера- щ

3 турой плавки.

Однако прочность этого материала недостаточна для использования его в. высоконагруженных изделиях в качест ве конструкционного материала (G = 1$

56-93 кг/мм ).

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является огнеупорный керамический материал (3 ),"включа- 20 ющий, мол. %:

Zr0@ 32-34

Nd O 6-8 !.! 0 8-14

А!ЕОЗ

Остальное 2$

Синтез материала по прототипу производят следующим образом. Первоначально стабилизируют окисью неодима окись циркония при температуре

1700-1750 С, добавляя 24-2Ь мол. 30

Мс1 0 затем порошок кубического твердого раствора Ег0, - Мд 0 перемешивают в этиловом спирте на валковой мельнице в барабане из карбида вольфрама с 60 мол. % А!о 0 в течение

48 ч. Полученную смесь брикетируют, о подсушивают при 200 С, затем плавят в молибденовом тигле при 1950 С.

Полученные плавленные слитки измельчают в барабане из карбида вольфрама 11 и к полученной шихте добавляют 814 мол.X окиси лития. Образцы изготавливают прессованием шихты при добавлении 5 поливинилового спирта под давлением 1000-1200 кг/см . Обй жиг образцов проводят при температуо ре.1600 С с подъемом температуры по о

500 С в час и выдерживают при этой температуре в течение 2 ч. В результате этого получаем химически стойкий $11 керамический материал.

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

Цель изобретения — повьш ение прочности.

Поставленная. цель достигается тем, что огнеупорный керамический материал, включающий Al 0,ZrO<, Nd 0s, l !20, дополнительно содержит MoSi и TiC при следующем соотношении компонентов, мол.%:

Zr0q 30-31

Мс!д О.о 4-5

11,.о 7-8

Ио".i i 4-6

TiC 9 — 10

А! О>

Остальное

Пример . Синтез предлагаемого материала производят следующим образом. Первоначально Zr0 стабилизируют при температуре 1700-1750 С

20-26 мол. . Nd 0, затем порошок кубического твердого раствора

Zr0 Md 0 перемешивают в этиловом спирте на валковой мельнице в барабане из карбида вольфрама с 5660 мол.% А 1 0 в течение 48 ч. Полученную -смесь брикетируют, подсуши- вают при температуре 200 С, затем о плавят при температуре 1950 С. Плавление ведут в молибденовом тигле. По. лучившиеся слитки измельчают в барабане из карбида вольфрама. К получившейся шихте добавляют в мол. :

1.!0 7-8 Mo Sip 4-6 и TiC 9-10. Образцы изготавливают прессованием при добавлении 5 поливинилового спирта под давлением 1000-1250 кг/см .

Обжиг образцов проводят при темперао туре 1700 С, с подъемом температуры о по 500 С в час и выдерживают при данной температуре в течение 2 ч.

Конкретные составы материала и его свойства в сравнении с прототипом приведены в табл. 1 и 2 соответствеп но.

I 910557

Таблица1

Состав, мол. 1 (1 1 1

Материал

ZrO

Мд О 1 i0 Мо5i0 TiC A 0

Предлагаемый 30

30,5

4,5

7,5

9,5

40

Прототип 32

33

34

44

Таблица 2

Пористость, X

Материал

Термостойкость (число теплосмен до появления тре; щин по режиму

1300 С- вода) Предел прочности при сжатии, (j кг/мм

em, 7,5

145.Прототип

7,0

162

35 1 67

7,2

Предложенный

6,9

205

7,0

213

7,1

220

Остайьное .

Составитель Л. Чубукова

Техред Т.Иаточка Корректор М. Шароши

Редактор Н. Коляда

Подписное

Заказ 1016/22 Тираж 640 .ВНИИПИ Государственного комитета СССР по. делам изобретений и открытий

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

Филиал ЧПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Огнеупорный керамический материал, включающий А1 0,2гО,Мс1 О,Li<0,î т- 4 л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения прочности, он дополнительно содержит Ио Я и Т i С при сле, дующем соотношении компонентов, мол, Х:

2гО,р

НИ,0

11,0

No>1

Ti C, А1Я03

30-31

4-5

7-8

4-6

9-10