Электропроводный керамический материал

Электропроводный керамический материал

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (u>992490 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28. 05. 81 (21 )3296901/29-33

1И) М. Кл.з с присоединением заявки МС 04 В 35/50

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 300183. Бюллетень М 4

Дата опубликования описания 30 -01 . 83 (53) УДК б б б . 638 (088. 8) Ф. A. Акопов, A.Ñ. Власов, F.. Е. По и Г.Н. Чернышов (72) Авторы изобретения

/ с

Институт высоких температур AH С(., 1Л (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОПРОВОДНИЙ КЕРАИИЧЕСКИЙ ИАТЕРИАЛ

Изобретение относится к высокоогнеуп орным, зле к тропров одным, т е рмостойким керамическим материалам; которые могут быть использованы в энергетике в качестве токовыводов электродов, в огнеупорной проньпаленностив качестве нагревателей. Материал может применяться как конструктивный в термонапряженных высокотвмператур- 1{} ных агрегатах с окислительной атмосферой. Рабочая температура для мате риала до 1800оС.

Известны высокоогнеупорные керамические материалы, обладающие высокой электропроводностью, например состав на основе твердого раствора ZrO O „-СеОЯ1) .

Однако в интервале температур ниже

1200 С указанные материалы имеют удельное сопротивление 100 Ом см, что ограничивает область их применения.

Известен также керамический материал, имеющий высокую электропроводность, но небольшую термическую стойкость, что ограничивает область его применения. Палая термостойкость материала на основе СеО обусловлена его повышенной активностью к спеканию. Регулировать интенсивность спе-, кания стандартными методами, например, подбором гранулометрического состава, очень трудно (21.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является электропроводный керамический материал (3) для изготовления нагревателей, электро-. дов, включающий, мол.В:

СеОт 75-99,75

ТаЗОн . ИЛИ Nb+0> 0,25-25

Недостатком этого материала является низкая термостойкость.

Цель изобретения - повышение термостойкости.

Поставленная цель достигается тем, что электропроводный керамический материал, содержащий СеО,1 и Та О, до4 5 полнительно содержит 2гОр прй следукхцем соотношении компонентов,вес.Вг

СеОо . 80-95

Та 10 2-10

2гО 2-10

В мас се мат ер нала мел коди сп ерсный тугоплавкий оксид цнркония обволакивает зерна твердого раствора СеО— ,Та10к и препятствует их спеканию в единый монолит. После спекания в изделии образуется подобие микротрещинноватой структуры. Получить тер992490

Электропроводимость„

Ом см 10

1000 С

Термостойкость тенлосмены

1200-20 4до разрушения исть,В кры» т» 1» »

11,5

10

30

18,2

35

14 г3,о

10,1

50

15,4

12

18,7

1г

46

7,8

1550

14

12,2

Та О -10 ZrO ч

-О,25 НЬ,О

80 СеО -10

99,75 СеС

85 СеО, 75 СеОч

99,75 СеОч

85 СеО, 75 СеОч

4,7

l6

3-4

2-3

-15 БЬ О

-25 Nb Ct

-0,25 ТачС 4

-15 Та О 3

-25 Та<Оэ 1-2

12 мостойкую керамику на основе СеО<ТачО раньше не удавалось из-эа большой активности этого твердого раствора к слеканию. Создать структуру подобную микротрещинноватой, оказалось воэможным только с введением

ZrO@.

При содержании твердого раствора

СеОч более 96 вес.Ъ получается нетермостойкая структура из-эа активного спекания твердого раствора Се0,10 при содержании твердого раствора

СеОч. менее 80 вес. Ъ - падает электро.проводность материала по сравнению с прототипом.

ПРи содеРжании ТачО в твеРдом f5 растворе СеОЧ.более 10 вес.3 рабочая температура материала значительно уменьшается относительно прототипа, у(ри содержании Та 0 в твердом растворе СеО менее 2 вес.Ъ электропроводность материала значительно уменьшается.

Если содержание ZrO более 10 вес.%, падает электропроводность материала по сравнению с прототипом! если менее 2 вес.Ъ - это приводит к снижению термостойкости материала для получения сплава изготовлено 9 смесей ингредиентов.

Состав материала, вес.Ъ

96 СеО, -2 Та, О, -2 ЕгО.

92 Се0ч -б ТаЧОВ -2 ЕгОЧ

88 СеО -10 Та О "2 ZrO<

92 СеОч -2 Та О -б ZrO ч.

88 СеОЧ -6 ТаЧО -б ZrO<

84 СеО -10 Та О -6 ZrO

88 СеОч -2 Та О -10 ZrO

84 СеО -б Та О -10 ZrO

Составы и процентное содержание ингредиентов приведены в таблице.

Образцы керамики изготавливаются по следующей технологии.

Осуществляют смешение исходных по-, рошков СеОч» и Ыйч0> в заданных соотношениях в барабанном смесителе в тече- . ° ние.2 ч.Осуществляют прессование брикетов и проводят их обжиг в воздушной атмосфере при 1700ФС и выдержке 5 ч.

Проводят дробление брикетов синтезированных твердых растворов и рассев материала на Фракции, смешивают гранулометрические составы в следующих пропорциях В °

Огб-0 4-50

0,2-0,1-25

0,06-0,03-25

К полученному гранулометрическому составу добавляют определенное количество стабилизированной ZrOy дисперсностью < 20 мкм,прессуют образцы в виде цилиндров высотой 12 мм и диаметром 12 мм,. образцы обжигают. в воздушной атмосФере при 1700 С и выдержке 5 ч.

Состав и свойства полученного материала в сравнении с прототипом представлены в таблице.

992490

Формула изобретения

Составитель В. Соколова.

Редактор A. Власенко Техред. М.Тепер Корректор Ю. Макаренко

Заказ 361/27 Тираж 620 " Подписное

ВНИИПИ Государственного камитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7%-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал НПП Патент, r. ужгород, ул. Проектная, 4

Предлагаемый материал предназначен для работы в качестве промежуточного слоя электрода МГДГ и имеет контакт с одной стороны с керамикой иэ иоксида циркония с температурой . 000" С, а с другой стороны контактирует с металлическим водоохлаждаеьым токовыводом с,температурой 200800 C, Подобные условия работы. требуют высокой термостойкости материала. Кроме того; в процессе изготовления электрода необходимо обеспечить хорошее спекание рабочей части электрода на основе ЗгО и токовыводящей части на основе СеО>, Диоксид циркония, который находится не внутри керамического слоя, а на его границе с рабочим слоем

Cr0, способствует хорошему спеканию рабочей и токовыводящей частей

Ьлектрода.

Введение диоксида циркония в качестве ингибитора спекания в предла.гаемый материал снижает активность материала fc рекристаллизации и повышает его термостойкость. Это может дать значительный экономический эффектг так как увеличивает ресурс работы электродов и нагревателей..

Электропроводный керамический материал, содержащий СеО и Та О, о тл и ч а ю щ н и с я тем, что, с це10 лью повышения термостойкостн, он дополнительно содержит ZrO@ прн следующем соотнсшенин компонентов, вес.Ъ:

СеО, 80-95

Т,„О» 2-10

t5 ZrO4 2-10

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В 306106, кл. С 04 В 35/48, 1971.

2О 2. Акопов Ф.й., Полубояринов Д.Н.

Некоторые свойства спекшейся керамики из двуокиси церня. — Огнеупоры, 1965, 9 4, с. 37-41.

3. Авторское свидетельство СССР д5 по заявке 9 2934054,кл. С 04 В 35/50, 1980.