Шихта для изготовления металлокерамического материала

(19) (11 А) С 04 В 35/10; С 04 В 35 ГО НИЯ ЕЛЬ ТВ ГОТОВЛЕ НИ ЯМАТЕРИА- юминия, металл лита, отчто, с целью в качествеь и дополни ь титаомпонени двуоки ношении тов, мас. Никельитевидныерис таллыОкись магния 16 2-3Остальное окись тита сь алюмини ДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ 1 ТИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБ ВТОРСИОМУ СВ(71) Ордена Трудового Красного Знамени институт проблем материаловеденияАН УССР и Днепропетровский орденаТрудового Красного Знамени государственный университет им,300-летия воссоединения Украины . с Россией(56) 1. Авторское свидетельство СССР348530, кп, С 04 В 35/10 ю 1969.2, Авторское свидетельство СССР(54)(57) ШИХТА ДЛЯ ИЗМЕТАЛЛОКЕ РАМИ ЧЕСКОГОЛА, содержашая окись али нитевидные кристаллы мул и ч а ю ш а я с я тем,повышения термостойкости,металла она содержит никел тельно - окись магиина при следующем сИзобретение относится к металлокерамнческим материалам, которые могутнайти применение как конструкционныематериалы, а также как зашитные экраны в высокотемпературных установках.Известен ряд материалов на основеокиси алюминия, получаемых, как пра -вило, в графитовых пресс-формах из шихты, содержащей, помимо окиси алюминия, те или иные добавки. В качестведобавок используют некоторые окислыметаллов, например окись магния 1,двуокись циркония 2). Добавки используют в виде порошка или нитевидныхкристаллов. Эти материалы обладают высокой огнеупорностью, химической стойкостью к агрессивным жидким и газовымсредам,Недостатком материалов является ихсравнит ельно невысокая термическаястойкость, что снижает воэможностиприменения этих материалов в высоко-температурных установках циклическогодействия и особенно в условиях резкихэнакопеременных термических нагружений. 25Наиболее близкой к предлагаемой потехнической сущности и достигаемому эффекту является шихта для получения металлокерамического материала на основеокиси алюминия с добавкой молибдена зО(15-20%) и нитевидных кристаллов муллита (15-20%) 13Недостатком материала, полученногоиз известной шихты, является низкая тер-.мостойкость.Иелью изобретения является повышениетер;мостойкости металлокерамическогоматериала,оПоставленная цель достигается ем,что шихта для получения металлокерамического материала, содержащая окисьалюминия, металл, и нитевидные кристаллы муллита, содржит в качестве металла никель и дополнительно- окисьмагния и двуокись титана при следующем 45соотношении компонентов, мас.%:Никель 2-10Нитевидные крис-,таллы муллита 7-16Окись магния 1-2 50Двуокись титана 2-3Окись алюминия ОстальноеНикель в совокупности с остальными компонентами способствует повышению термостойкости. При введениИ его 55в шихту менее 2% термостоякость изготовленного материала не увеличивается,а при введении никеля в количестве более 10 дальнейшее повышение термо -стойкости не наблюдается,Окись магния вводится в шихту дляуменьшения роста зерен окиси алюминия.При содержании окиси магния 1-2% наповерхности зерен А Ообразуются микронные прослойки магнезиальной шпинели МО М 20 З, блокирующие рост зеренокиси алюминия, а введение:окиси магния более 2 нецелесообразно.Мелкозернистость окиси алюминияулучшает механические свойства материала.Двуокись титана вводят в шихту дляулучшения термостойкости. При содержании двуокиси титана в шихте менее2% термостойкость материала снижается, при содержании Т 0 более 3% непроисходит дальнейшего повышения термостойкости.Шихту готовят смешиванием компонентов на спиртовой суспензии в фарфоровом барабане (без мелющих шаров)в течение 6-8 ч. Полученную шихтуподвергают горячему прессованию нагидравлическом прессе с индукционным нагревом в графитовой пресс-форме, Режимгорячего прессования; температура 16501700 С, давление 200-250 кгс/см,О гвыдержка при максимальной температуреи давлении 20-25 мин, охлаждение- впресс-форме.Для сравнительных испытаний изготовляют ряд композиций .При испытаниях используют нитевидные кристаллы муллита,имеющие длину 150-180 мкм, диаметрдо 3 мкм, порочность при растяжении170 кгс/мм .Состав композиций и результаты испытаний пфиведены в таблице,Испытания на прочность проводят поизвестной методике (ГОСТ 9454-60),Испытания на термостойкость проводят в электродуговой вакуумной установке, которая позволяет генерировать высокотемпературный газовый поток аргоновой плазмы и регулировать в требуемых пределах тепловые параметры газового потока, Плазменная струя истекает в камеру, из которой гаэ откачивается форвакуумным насосом. Рабочим газсм служит аргон, Исследование термостойкости композиционных материалов проводят при одном и том же режиме работы плазменной установки; напряжение - 40 В, ток разряда - 400 А, расход аргона -0,8 г, давление в камере - 10 мм рт.ст,3 1087491 4Методика проведения испытаний сле- подвергают принудительному охлаждению дующая, Исследуемые образцы размером струей холодного аргона в течение 55- 7 х 7 х 10 мм помещают в теплоизоляцион с.ные стаканы из графита, Стаканы крепят Как показывает анализ данных, прина штырь водоохлаждаемой державки, 5 веденных в таблице, термостойкость мажестко укрепленной на координатнике с териала, полученного из предлагаемой дистанционным управлением. С помощью шихты, в 1,5-2,0 раза превышает термокоординатника образцы выставляются на стойкость известной, что позволяет исрасстояние 65 мм от среза сопла, Нагрев пользовать новый материал в качествеОобразцов до 2000 С происходит за 40 10 конструкционного в установках, работаю с. По достижении указанной темпе- щих в жестком режиме ударных и знакоратуры установку отключают и образец переменных термических нагрузок,Извес таяЯИзвес тная 2 17,5 00 80 1 2,5 2900 П реалагаемая88 33 210 1 юО 2 6 О 1 5 2 10,0 2,0 3 9,5 11,5 78,5 42000 16,0 69 5100 9,1 2 Составитель Н.СоболеваРедактор Н. Егорова Техред Т, Ма точка Корректор М Шарош 4/ 20 Тираж 606 ВНИИ ПИ Государственного комитепо делам изобретений и открыти 113035, Москва, Ж, Раушска Подпи сноСССР Заказ 2 наб д,4/5 лиал ППП Патент, г,Ужгород, ул.Проектная, 4