Материал для изготовления твердого электролита

е ) к 1ья Н И-Е Сфез Сфветсиик Сфциавктическии Республик(22) Заявлено 09.03.77 (23) 2460213/29-33с присоединением заявки Мо(51)М. Кл.з С 04 В 35/10 Гвсу.аарственный коинтет СССР по деяаи изобретений н открытый(71) Заявитель Восточный научно-исследовательский и проектный институт огнеупорной промышленности(54)МАТЕРИАЛ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТВЕРДОГО ЭЛЕКТРОЛИТАИзобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть использовано для изготовления твердых электролитов, эащитнъпе наконечников 5 и других огнеупорных изделий.Известны материалы для изготовления твердых электролитов, содержащие двуокись циркония, стабилизированную окисью иттрия, окисью кальция, или 10 окисью бериллия 13.Однако твердые электролиты, полученные иэ двуокиси циркония, имея высокую электропроводность и долю ионной проводимости, совершенно нетермостойки, т.е. не выдерживают резких нагревов 20-1600 С, не сохраняют своих электрических свойств при длительном контакте с жидкой сталью вследствие разложения твердых раствоОИзвестны также твердые электролиты из бета-окиси алюминия, имеющие полную ионную проводимость, однако нетермостойки и имеют стабильные электрические свойства лишь при низких температурах(100-1200 оС)(2 Д .Наиболее близким техническим решением к иэобретенйю является масса для изготовления твердых электролитов,которая содержит окись алюминия(85- 95),двуокись циркоиия(4-10)и двуокись титана(1-5) 3.Недостаток такой массы - отсутст" вие достаточно высокой общей и ионной проводимост при парциальном давлении порядка 10 -10 атм. Кроме того, эта масса не имеет достаточной устойчивости к резким тепловым нагревам при погружении изделий в жидкую сталь при высоких температурах(до 1800 С).Целью изобретения является увеличение общей и ионной проводимости при парциальном давлении порядка 10 10 "атм, а также повышение термической стойкости изделий.Цель достигается тем, что материал, содержащий окись алюминия, двуокись циркония и двуокись титана, содержит эти компоненты в следующем соотношении, вес.:Окись алюминия 71-87 Двуокись циркония11-25 Двуокись титана 2-4.В результате использования предлагаемого материала можно получать плот" ные и термостойкие иэделия. Введение в массу повышенного количества двуокиси циркония способствует повышению об763295 щей и ионной проводимости материала до 90-98 при парциальных давлениях кислорода 10" -10 "атм благодаря равномерному распределению двуокиси циркония на поверхности кристаллов корунда. Одновременно введение повышенного количества добавки двуокиси титана 2 - 4 способствует активному спеканию материала при нагревании и получению плотных изделий за счет активизации процессов диффузии.И зделия из предлагаемой массы го 10 товят по следующей технологии. Состав и свойства твердых электролитов(1-3),00 2,3.10 /8.103,5 10 /9 10 4,82,5 15,0 77 20,0 4,00 10 /8,9 10 40 этом термостойкость иэв териала 40-50 теплосмен емого 60-70 теплосмен. определяют металлотермо делий в виде наконечник 40 х 4 х 2 мм путем погруже жидкий металл при 1600 мостойкость изделий из .териала равна одной те делий из предлагаемого естного маа предлагаКроме этого,стойкость изов размераминия иэделий вС. Металлотеризвестного маплосмене, а изтрем,Формула иэобретени твердоись алю уокись я тем, и ионном дав термот комдля иэготовленита, содержащийись циркония ил и ч а ю щ и йповышения общеости ури парциала 10 -10 атмделий, он содержМатериал го электрол миния, двуо титана, о т что, с цель ной проводим лении поряд стойкости и поненты, векинныередВ предварительно обожженный при1450-155 С технический глинозем при Общая проводимость готовых твердых электролитов 10 -10 омсм-",а доля ионной проводимости 93-99 при парциальном давлении кислорода 10 дат и 80-90 при парциальном давлении кислорода 10 " -10 "атм и известного - 50-60.Более высокие величины общей и ионной проводимости позволяют получить высокую электрохимическую активность твердых электролитов и в ко нечном итоге снизить инерционность (время погружения и разогрева до ра бочего состояния изделия в службе)Испытания показали, что датчи окисленности жидкой стали, собра на основе твердых электролитов п лагаемого состава имеют малую инерционность 7-20 с , что э 4-6 раз меньше по сравнению сЙйерционностью твердых электролитов других составов на основе М 20.В лабораторных условиях термостойкость измерена на образцах в виде таблеток размером 10 х 10 мм путем их нагрева до 1300 С и с последующим охлаждением в воде,цо 20 С ,при помоле в вибромельнице вводят окислы титана и циркония и размалывают до размера частиц менее 2 мкм, при этом удельная поверхность молотого порошка 0,9-1,0 м/г. Затем порошок прокаливают при 300-400 С и вводят в расплавленный при 60-70 С парафин, а смесь этих материалов перемешивают в течение 8-4 ч. Остывшую массу протягивают на прессе в виде трубок и оформляют закрытый конец. После этого сырец подвергают термической обработке нагревая в засыпке до 200 о220 С в течение 36 ч с целью частичного удаления парафина, а затем обжигают при 1580-1620 С. кись алюминия 71-87 вуокись циркония .11-25 вуокись титана 2-4Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Великобритании В 1281713 р клу Г 2 ду опублик 1973Составитель Н, СоболеваРедактор М. Харитонова Техред Н.Граб Корректор М. ВигулаЗаказ 222 2 тираж 671 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 11 ЭОЭ 5, Москва, Ж-Э 5, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП"Патент , г. ужгород, ул. Проектная,