Электропроводный керамический материал

Электропроводный керамический материал

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е ()986903

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскин

Социалистические

Республик (6! ) Дополнительное к авт. свнд-ву—

3 (22)Заявлено 27.05.81 (23) 3294498/29-33 (53 )M. Кд. с присоединением заявки Ле

С 04 В 35/50 Ъоударотвенный квинтет

СССР (23) Приоритет

Опубликовано 07.01.83. Бюллетень М 1 по делам нзобретеннй н открытий (53) УДК 666. .638(088.8) Дата опубликования описания 07.01.83

Ф. А. Акопов, А. С. Власов, E. ф. Подхлетнов" . . и Г. П. Чернышов» .- .;-*

1 с 1 ;... », -,; с

P.

Р с

Институт высоких темгератур АН CCCP= (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОПРОВОДНЫЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

Изобретение относится к высокоогнеупорным электропроводным керамическим материалам, которые могут быть использованы в энергетике,(токовыводы электродов) в огнеупорной промышленности (нагреватели), а также в качестве конструк5 ционного материала в термонапряженных высокотемпературных агрегатах с окислительной атмосферой. Рабочая температура материала до 1800 C.

Известны высокоогнеупорные керамичес кие материалы, обладающие высокой электропроводностью, например состав на основе твердого раствора 2) 0z-У О -Ce 0 t, 1) содержащий, мол. 4:

z.íо 85-92

3g 0

2-3 сео 6 12

Однако указанный состав в интервале о температур ниже 1200 С имеет удель- 2о ное сопротивление порядка 300 ом ° см, что ограничивает область его применения.

Известен также керамичеЬкий материал на основе двуокиси церия, имеющий высокую электропроводность 1 21

Однако этот материал имеет небольшую термическую стойкость, что ограничивает область его применения. Малая термостойкость керамики на основе СеО обусловлена ее повышенной активностью к спеканию. Регулировать интенсивность спекания стандартными методами, например подбором гранулометрического сост» ва, очень трудно.

Наиболее близким к предложенному и технической сущности и достигаемому результату является электропроводный керамический материал (3),включающий в мол.%:

СеО 85

/ФфО 15

Недостатком этого материала являют ся сравнительно низкие термостойкости и электропроводность при температурах

igo 750 С.

986903

Бель изобретения — повышение термо стойкости и электропроводности при температурах до 750 С.

Поставленная цель достигается тем, что электропроводный керамический материал, содержащий СеО и MgO, дополни тельно содержит Ид Оиру при следующем соотношении компонентов, вес.%:

СеОг. 80 95

M Î 2-10 1О на.,о 3 10

Если содержание СеОр более 95 вес.%,,то получается нетермостойкая структура из-за активного спекания твердого раствора 15

Если содержание СеО< менее 80 вес.%, то падает электропроводность материала по сравнению с прототипом.

Если содержание HQ>Q в твердом растворе СеО1 более 10 вес.%, то рабо- 20 чая температура материала значительно уменьшается.

Если содержание NCl Ogменее 3 вес.%, то электропроводность материала значительно уменьшается. 25

Если содержание М(О менее 2 вес.%, то структура получается нетермостойкой.

Если содержание МфО более 10 вес.%, то .снижается электропроводность материала по сравнению с прототипом. 30

Для получения сплава готовят девять смесей ингредиентов.

Образцы керамики готовят по следующей технологии:

Осуществляют смешение исходных порошков СеО и Кt3 Q> в заданных соотношениях в барабанном смесителе в течение 2 ч., затем прессуют брикеты и обжигают их в воздушной атмосфере при

1700 С и выдержке 54. Проводят дроб ление брикетов синтезированных твердых растворов и рассев материала на фракции.

Смешивают гранулометрические составы в следующих пропорциях, %:

0,6-0,4 50

3,2 0,1

0,06 0,03 25

К полученному составу добавляюг определенное количество MQ (2 — 10 вес.":>) дисперсносгью с 20 мкм. 11рессуюг образцы в виде цилиндров высотой 12 мм и диаметром 12 мм. Образцы обжигают B воздушной атмосфере при температуре

1700 С и выдержке 5 ч о

П ример ы составов и свойства полученного материала в сравнении с прототипом представлены в таблице.

Термостойкость оценивают rro количеству воздушных теплосмен 1 200 20 С, приводящих к разрушению образцов.

Электропроводносгь измеряюг на пере— менном токе 1000 Гц двухзондовым методом при негреве на воздухе ог 500 до 1250 С, Как видно из таблицы, при введении оксида неодима в диоксид церия увеличивается термостойкосгь материала, что позволяет реально создавать высокотемпературные нагреватели и электроды МГДГ, способные работать в условиях резких перепадов температуры окружающей среды (в случае МГДГ) или при большом температурном градиенте на самом образце керамики (в случае высокогемпера-! турных нагревателей); увеличивается проводимость керамики при низких гемпературах, что дает возможность ее элекгроконтакта с металлическими контактами; проводимость имеет ионный характер, что необходимо для переходного слоя в многослойном электроде МГДГ и для ряда нагревательных элементов.

Значительная элекгропроводность Ma— териала позволяет подключать его в сеть в качестве нагревателя и производить о нагрев до 2000 С без предварительного азогрева самого нагревателя, 986903!

» о о о

1- » »Т-» о 4 о

Q) 1"» р» с4! о о -» в а (Q

«О e- (Ъ !

0 О г с4 о

nl с4 с» c4 . !

» о о о

° » » » »1-»

CD» 1-» с4 «О О оо

+ «в!

0 0

» Т-» о » »

1-»

Ф с3 «4.

I !

o o o ! Т» »1-» о Р t

° -» -»

Ч

I о

«Ф ф

» о о -» »»

Ф о а

Ф а

О1 с4 о о

«-» 1-!

r . Я. 1-»

CD о

О Ili!

4 ъ

О л о

z. 4

О

Ь.

Q\ я

8 5 до 1

4 ф о

= о

Ф

Х

1"@ o й(!р о д о

» н 9 ь»!

& !»»

«

О .8, Х P (»»

Б 2 о

»«» о о о о о о о о а 0 О а О O a т-» 0) с с4 с <р р о о о а

t0» O . а» 0 m

«Q (g т-» «» « » а» (О

7 986903

Формула изобре тения

Составитель B. Соколова

Техред А. Ач Корректор Г. Решетник

Редактор П. Веселовская

Заказ 10203/1 Тираж 620 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и юткрытий

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

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

Электропроводный керамический мате. риал, содержащий СеО, и MgO, о т л и ч а ю m и и с я тем, что, с целью повышения его термостойкости и электроо проводности при температурах до 750 С, он дополнительно, содержит gggQ при следующем соотношении компонентов, вес.%:

С0 80-95

MgO

2-10 що, 3 10

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР. № 306106, кл, С 04 В 35/48, 1971.

Б 2. Полубояринов Д. Н.,Шапиро Е. Л. и др. Об изменениях электропроводности и скорости ползучести спекшейся керамики из СеОд.при ее восстановлении."Неорганические материалы", 1966, № 2, .

10 с 336-342.

3. Труды ин-та электрохимии Уральского филиала АН СССР, 1 960, вып, 2, 11 1-1 18.