Высокотемпературный керамический материал

(511 С 04 ГОСУД АРСТЮЕПОДЕЛАМ е. каердого т исле люч Й КОМИТЕТ СССР ОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИ 4(71) Институт физики тв. ла АН СССР/58, 1967.льство СССР1971.,389,74 (прототи)ТУРНЫЙ КЕРАМИющий нитрид . алюминия, карбид кремния и иттрийдержащее соединение, о т л и ч ащ и й с я тем, что, с целью повышния термостойкости и прочности,честве последнего он,содержит окиттрия или алюмо-иттриевый гранадополнительно - карбид титана прдующем соотношении компонентдв,мас.ЪНитрид алюминия 20-70Карбидкремния5-50Оксид иттрия илиалюмо-иттриевыйгранат 2-20Карбид титана 20-50Изобретение относится к неорганическим материалам и .может быть использовано в огнеупорной промьвиленности, металлургии, энергетике.Известен керамическкй материална основе нитрида алюминия, который 5для повышения термостойкости дополнительно содержит 20-25 вес. муллита в виде нитевидных кристаллов,. Получают этот материал горячим прессо- .ванием при 1750 вс, давлении 250 кг/см 10и выдержке 30 мин, Я .Полученный материал имеет следуощие свойства: плотность 3,71 г/см пористость 29, предел прочности насжатие 25 кг/мм, термостойкость.(читало теплосмен без разррения850 С - проточная вода 10 С )200цикловИзвестен кеРамический материална основе нитрида алюминия, в кото"рый для повышения термостойкости имеханической прочности введены алюминиевая пудра 1-5 и алюмоборосиликатные волокна 19-35, Получают этотматериал прессованипем с последующимспеканием при 1800 С в среде азота (2 .Полученный материал имеет следующие свойства. термостойкость (1400 Своздух. 20 ) 45 циклов предел прочности на сжатие 23,4 кг/ммг 30Недостатками этих материалов яв"ляются относительно низкая прочность и термостойкость.Наиболее близким к предлагаемому является керамический материална З 5 основе нитрида алюминия, обладающий достаточной термостойкостью и прочностью:при. температурах до 1000 С.о Этот материал состоит нэ нитрида алюминия и/или нитрида кремния с до бавками 250 порошка, Ьа, Се, Бе, У, а также Ь 50 порошка или нитевидных кристаллов карбида кремния, нитрида бора или углерода по отдельнос-ти или в смеси 3).недостатками известного материала 45 являются низкая термостойкость при ,.температурах выше 1000 С и невысокая прочность, например, на сжатие при. пористости 20-30.Цель изобретения - повышение тер мостойкостй и прочности керамического материала.Поставленная цель достигается теМ, что высокотемпературный керамический материал, включающий нитрид алюминия,55 карбид кремния и иттрийсодержащее соединение, в качестве последнего содержит оксид иттрия или алюмоиттриевый гранат и дополнительно- карбид титана при следующем соотношении компонентов, мас.;Нитрид.алюминия 20-70Карбид кремния 5-50Оксид иттрия илиалюмо-иттриевыйгранат 2-20Карбид титана . .20-50Оптимальная добавка карбида тита-. на находится в. пределах 20-50.При дальнейшем увеличении добавки ,карбида титана термостойкость и прочность материала увеличивается незначительно. При уменьшении содержания этой добавки укаэанные свойства уменьшаются.еКерамический материал получают следующим образом.Порошки указанных компонентов (аы З 1 С, УО или Циад Т 1 С) смешивают в необходимом соотношении. Из:полученной смесипрессуют заготовки (в гидростате без добавки связующего при 5-10 кбар или одноосным прессованием с добавкой, водного раствора поливиниловуго спирта .при давлении 10-40 кг/мм ), которые опе-. кают при 1700-1850 С в среде азота или аргона.Изготовлены образцы материала из компонентов, укаэанных в прототипе, и испытаны на термостойкость (число теплосмен беэ разрушения 1250 С - вода 20 фС), а также определена прочность образцов при .одноосном сжатии.В табл, 1 приведены предлагаемые свойства керамического материала.В табл 2 приведены свойства предлагаемых составов.Термостойкость оценивается на образцах цилиндрической формы диаметром 20 мм, высотой 10-15 мм до разрушения. Как вндно из табл. 2, прочность на сжатие предлагаемого материала в м 1,5 раза, а термостойкость в "3 раза выше чем у прототи па.Полученный материал может быть использован в качестве огнеупорной керамики, способной выдержать резкие теплосмены беэ разрушения и работать в агрессивных средах.1073230 Т а б Л и ц а 1 в ю е юе е вв ю Ю е еееюеюеееееееееееюеЬЮЕееее юеее Содериание комцонентов, мас. Ъ Состав еюеююю ююююеею ТЗОЭ У%А) ЮОИ Ею юююююююю Е ю ю вв ю в Е в е вв 20 10 40 10 2 70 23 4.:40 5.28.10е в е ю ю ю в ю е ю е ю в Е Е а в в вв ю в Е е ю е ю ю е ю ювЮеюю Таблица 2 вв юю Характеристика материала Состав Ю ю ю ю вв в ю ю ю Ю Пористоств6 Ф кг/мм 3 2,33 33 23. 3 2 8 3 10 ИПИ Эакаэ 264/2 Тир еееевУЙГРРРДр ПП фПатеитф23. 27 28 еюеюеююеЕЕ еЕЮЕюююююююев Карбид крейния Карбид титана юеюеЮЮЕЮЮ вв ТермостойкостФ1250 Свода,цикл 06Поюощсное еееюеюееею ул.Проектная, 4