Состав суспензии

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пц 505748 Союз Советских Социалистических) Заявлено 28.10,74 (21) 2070743/2 с присоединением заявки51) М. Кл.- С 23 С 9/02 Государственныв комитет Совета Министров СССР по делам изобретенийн открытий 23) Приоритет Опубликовано 05.Дата опубликован 76, Бюллетеньописания 05.05.76 3) УДК 621.793.4. С, Цирлин, А. В, Касаткин и д. А. СосновскийОрдена Трудового Красного Знамени институт физической химии АН СССР(54) СОСТАВ СУСПЕНЗ ико-термичевов.щиты ниобияытия на осегированные а некоторым, хромом и еталлического слоя вана тем, что по образца и металли Изобретение относится к химской обработке ниобия и его сплаВ современной технике для заи его сплавов используются покрнове дисилицида молибдена, лдля увеличения защитного ресурсми элементами, например титанодругими,Известен способ нанесения покрытия наниобиевые сплавы для защиты их от окисления, заключающийся в низкотемпературномнапылении из суспензии на основе молибдена, обжиге, последующем силицировании ипропитке стеклом. Суспензия при этом содержит молибден, вольфрам, титан, ванадий ихром, Однако получение покрытий из известной суспензии требует большого числа операций, длительного (15 час) обжига напыленного слоя при температуре до 1500 С, а срокслужбы покрытий в окислительной среде относительно невелик и равен для температуры1315 С 255 час. Длительность высокотемпературного обжига обусловлена низкой скоростью спекания частиц напыленного слоя, состоящего из смеси порошков тугоплавких металлов. Ускорение процесса спекания путемповышения температуры спекания нежелательно, поскольку при этом происходит резкое ухудшение механических характеристикметалла или сплава-основы,Для снижения температурно-временных параметров обжига суспензии и повышения жаростойкости и термостойкости покрытия предложен состав суспензии, который помимо мо либдена содержит марганец и гидрид ванадия при следующем соотношении компонентов, %:Марганец 5 - 10 Гидрид ванадия 5 - 15 10 Молибден ОстальноеСлои суспензии указанного состава наносятна поверхность защищаемого металла (основы) любым известным методом (окунанием, распылением, обмазкой и т. д.).15 В качестве жидкой фазы при приготовлении суспензии могут быть использованы органические вещества (ацетон, ксилол, изопропиловый спирт и т. д.), вода. В зависимости от метода нанесения слоя могут быть исполь зованы различные связующие. Лучшие результаты в случае распыления дает раствор нитроцеллюлозы (этил целлюлозы) в амилацетате, хотя могут быть использованы и другие вещества (жидкое стекло, бентонит 25 и т, д,), Роль связки - обеспечение слипаниячастиц перед высокотемпературной обработкой.Плохая спекаемость мна основе молибдена выз3) всрхность покрываемого50 б 748 5%, Мо - 1% Хг) диаметром 10 мм и толщи. ной 3 мм распылением наносят слой на основе молибдена толщиной 50 мкм из суспензии при соотношении твердой и жидкой фазы 1: 1, Состав твердой фазы, вес. %: молибден 90, гидрид ванадия 5, марганец 5.Состав жидкой фазы, вес. %: изопропиловый спирт 90; 5%-ный раствор нитроцеллюлозы в амилацетате 10.Далее образцы отжигают при 1400 С в вакууме 5 10 -мм рт. ст, в течение 2 час, Затем проводят вакуумное силицирование в порошке кремния марки КПСпри 1300 в течение 15 час. Полученное покрытие было однородным, плотным. Металлографическое исследование показало, что пористость его не превышает 5%, а на границе металл - покрытие образуется диффузионная зона на основе твердого раствора силицидов ниобия и молибдена,В таблице приведены результаты испытаний покрытий, полученных по предлагаемому способу на жаростойкость в воздушной среде.ф 10 Подложка 1400 1200 1300 800 в 9 900 в 10 Ниобий В НАЭ 300 в 4 450 в 5 1200 в 13 1300 в 15 ф Термоциклирование проводилось через каждые1 О час. Покрытия, полученные по предлагаемому способу, характеризуются высокими жаростойкими и термостойкими свойствами,Способ прост в осуществлении, не требует специального оборудования, а получаемые покрытия характеризуются высокой надежностью; Предмет изобретенияСостав суспензии на основе молибдена для нанесения покрытия на ниобий и его сплавы, отличающийся тем, что, с целью снижения температурно-временных параметров обжига суспензии и повышения жаростойкости и термостойкости покрытия, он дополнительно содержит марганец и гидрид ванадия при следующем соотношении компонентов, %:Марганец 5 - 10 Гидрид ванадия 5 - 15 Молибден Остальное 55 Составитель В. Хацернова Техред А. Камышникова Корректоры: В. Дод и А. Николаева Редактор О. Филиппова Изд,264 Подписное Тираж 1077 Заказ 1225/13 Типография,пр. Сапунова, 2 ческих частиц покрыта тонкой окисной пленкой, тормозящей процесс спекания. Поэтому возникает необходимость введения в систему восстановителя, который снимал бы эти барьерные пленки. Желательно, кроме того, чтобы добавленный восстановитель содержал элемент, улучшающий жаростойкие свойства образующегося при последующем силицировании дисилицида молибдена, Поэтому в качестве активатора спекания используют гидрид ванадия, который при нагреве выделяет водород. Кроме того, ванадий повышает самозалечивающие свойства образующегося покрытия при его окислении в связи с низкой температурой плавления высшего окисла ванадия - Ъ 20 з, Введение в состав суспензии марганца также увеличивает самозалечивающие свойства образующейся на поверхности силицидного слоя окисной пленки и понижает ее склонность к кристаллизации. Окисел марганца МпО понижает температуру плавления двуокиси кремния и, следовательно понижает вязкость окисла при данной температуре. Введение в суспензию на основе молибдена гидрида ванадия в количестве до 15 вес. % резко увеличивает скорость спекания и вакуумный отжиг в течение 1 - 2 час при 1400 С, приводит к получению плотного, хорошо сцепленного с подложкой молибденового слоя.Процесс нанесения защитного покрытия проводят следующим образом,Первоначально на образец наносят слой суспензии указанного выше состава толщиной 40 - 70 мкм. Суапензию получают смешением порошочков молибдена, гидрида ванадия и марганца с жидкой фазой и связующим. Крупность частиц порошка 5 - 10 мкм. После непродолжительного перемешивания суспензии во вращающихся барабанах (скорость вращения 30 - 200 об/мин,) смесь готова к работе. Сушку образцов с нанесенным слоем проводят при 80 - 100 С на воздухе в течение 10 - 30 мин. Далее образцы отжигают в вакууме 10 -- 10 - " тор или в интертной среде (аргон, гелий) при 1300 - 1400 С в течение 1 - 3 час. При этом удаляются продукты пиролиза органической части суспензии. Последующее силицирование проводят любым известным методом - в вакууме в порошке кремния, в смеси порошков кремния и галоидного активатора (фтористый натрий, фтористый калий и другие), в инертной среде, из газовой фазы и т, д. Режим силицирования определяется с таким расчетом, чтобы обеспечить перевод всего напыленного слоя на основе молибдена в дисилицидные фазы.Пример получения покрытия на ниобиевом сплаве. На образцы сплава ВНАЭ (1 чЬ -15 20 25 30 35 40 45 50 Срок службы при температуре "С,час