Металлокерамический материал для изготовления электронагревателей

., ссесоюзный научно-исследовательский ЙнституР.: .:=,-:".,. Яотермического оборудования и Завод высокотемпературныхаг евате ей(7 явител ле ч) МЕТАЛЛОКЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕ ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЕЙИзобретение относится технике, в частности, к ным металлокерамическим электромпозиционтериалам емени пр в атели дляоС, иэготовида молибде" аг (1 ис нагреватели имеютопротивление (0,1 низкую механическу рочностьНаиболе о техничему эффектуматериал,либдена, олическойсырой и обо вленные имеют бо электрос ьно допу недостат того, эл з Нагреват занных кразброс ия, низк пературу мостойко ли изгот мпоэиций удельного ю максима 700 оС) ить. Кроме е таких н Однако из указанн прочны, не их удельно ся в широк но во врем на воздухе ьш отив. тимучнуюктрой л т опротивлен гревател длл изготовления электронагревателей с рабочей температурой до 900 С и может быть использовано для изготовления нагревателей для обогрева оборудования по переработке полимеров и для общепромышленных печей различного назначения.Известны металлокерамические материалы для электронагревателей на основе металлических порошков с различными добавками жаростойких компонентов, в том числе окиси алюминия и каолина 113,склонно к изменениработе на воздухе,Известны такжевысоких температурленные на основе дна и глины 2).Однако этикое удельное с1 Ом -мм/м) и е близким к предлагаемомуской сущности и достигаемо"является керамическийсодержащий дисилицид мокись алюминия монокристал-Формы, нитрид алюминияженный бентонит 3.нагреватели,изготовленныеого материала, недостаточностойки к термоударам,е сопротивление колеблет"их пределах и не стабильени при работенагревателейОдной из причин, приводя3 9286щих к снижению кацества нагревателей и уменьшению срока их службы,является наличие в нитриде алюминияостаточного аммиака, разрушающегодисилицид молибдена.5Цель изобретения - улучшение качества нагревателей путем увеличения прочности и термостойкости, повышения стабильности электросопротивления нагревателей при работе в 1 ввоздушной среде.Поставленная цель достигаетсятем, что в состав керамического материала, содержащего дисилицид молибдена, окись алюминия монокристаллической Ы -формы, нитрид алюминия,бентонит сырой, бентонит обоженный,дополнительно введены гидроокисьалюминия и серная кислота при следующем соотношении компонентов,вес.о щДисилицид молибдена 30,0-32,0Окись алюминия монокристаллической-формы 7,0-10,0Нитрид алюминия 12,0-15,0 25Гидроокись алюминия 3,0-5,0бентонит сырой 10,0-14,0Серная кислота, 0,05-0,2Бентонит обоженный ОстальноеПричем пороеюк нитридз алюминия с Зрразмером частиц 5-20 мки предварительно подвергает териообработке при1200-1300 С в среде водорода в течение 1-1 5 ч,При аналогичных условиях производится и обжиг бентонита.Введение серной кислоты позволяет избавиться от разрушения остаточным аммиаком дисилицида молибдена,так как она снижает скорость этойреакции и сама взаимодействует саммиаком. Введение окиси алюминияобусловлено необходимостью поддержания пластичности формуемой .массы.В дальнейшем при спекании гидроокисьалюминия превращается в окись алюминия, являющуюся жаропроцной добавкойматериала. 72 4 Выбор количества дисилицида молибдена менее 301 обусловлено резким увеличением сопротивления ( болееЯ1000 Оммм /м), а при введении его более 323 удельное сопротивление резко снижается (до 300 Ом ммЪм), Увеличение количества диэлектрических добавок (бентонита, нитрида алюминия, окиси алюминия и др,) резко увеличивает удельное сопротивление материала, а их снижение ниже указанных пределов ухудшает спекание и снижает стойкость к термоударам, Выбор величины частиц нитрида алюминия меньше 5 мкм увеличивает материальные и трудовые затраты, а при величине их более 20 мкм ухудшаются механические свойства нагревателя из-за увеличения пористости материала.Металлокерамический материал получают следующим образом.Снацала в слабом растворе серной кислоты 10-15 мин п:емешивают окись алюминия монокристаллической с -формы, гидроокись алюминия, бентонит сырой и бентонит обоженный. После этого к массе добавляют нитрид алюминия и дисилицид молибдена в указанных соотношениях. Полученный продукт перемешивают до получения однородной массы. После смешивания массу высушивают в вакууме при 450 С 16-17 ч, при этом влажность массы доводят до 1 О. Массу каландрируют на вальцах для придания ей пластичности и экструдируют через мундштук требуемого профиля.Сырые нагреватели сушат в течение 4 сут, постоянно повышая температуру в сушильной камере от 20 до 40 С и снижая в йей влажность от 100; до 20 Ф. Затем нагреватели спекают при 1280-1300 С.В таблице приведены примеры получения и свойства предлагаемогометаллокерамического материала посравнению с известным,Дисилицид молибденаТермообработанный нитридалюминия 30 32 12 15928672 Продолжение таблицы Прот тип Материал по примерамепредложенныко Г 2 13 итрид алюмини 12 7 0,2 0,4 0,02 2 6 10 1 Серная кислота дроокись алюмини 3 104,6 37,95 Бентонит сыройБентонит обоженны 8 36,9 40000+5000+ 20000+ 30000 ф 550+ 550+ 550 ф+гОЖ +2 ОЖ +2 ОФ +2 ОЖ ИЙ +8 Ж Предел прочности призгибе, кГс/см 1190 1240 1180 80 8 1100 50 40 90 0 2 Приведенные примеры показывают увеличение механической прочности и стойкости к термоударам, а также повышение стабильности удельного электросопротивления нагревателя во времени при работе на воздухе. Лабораторные испытания электронагре вателей из предлагаемого металло- керамического материала показывают их работоспособность и надежность при длительной эксплуатации при800 С,Нагреватели находят широкое применение в различных отраслях народного хозяйства. Годовой экономический эффект от их внедрения в народ. ном хозяйстве 200 тыс.руб. Состав , вес.3, и свойства Окись алюминия монокристаллческой А -формы Удельное электрическое сопротивление при 800 дС, Ом мм/мТребуемое 550+103 Ом мм/м ) Количество термоударов, выдерживаемое нагревателями нагревание до 900 С с охлаждением до 50 С)В Изменение величины удельного электросопротивления от начального значения во времени при работе на воздухе в течение 3000 ч,Ж формула изобретенияИеталлокерамический материал 5для изготовления электронагревателей, содержащий дисилицид молибдена,окись алюминия монокристаллическойА-формы, нитрид алюминия, сыройи обоженный бентонит, о т л и - Оч а ю щ и й с я тем, что, с цельюувеличения прочности и термостойкостии повышения стабильности электросопротивления нагревателей при работе в воздушной среде, он дополнительно содержит гидроокись алюминия 5и серную кислоту при следующем соотношении компонентов, вес.:Дисилицид молибдена . 30,0-32,0Окись алюминия 7,0-10,07 928672 8Нитрид алюминия 12,0-15,0 1. Авторское свидетельство СССРГидроокись алюминия 3,0" 5,0 Й 515315, кл. Н 05 В 3/14,Серная кислота005-0,2 1976,Бентонит сырой 10,0-14,0Бентонит обоженный Остальное2. Рубин Г,К. Электропечи спричем в качестве нитрида алюминия нагревателями из дисилицида молибвзят его порошок с размерами частиц дена, 1964, с.5-7.5-20 мкм, предварительно термообработанный в водороде., 3. Авторское свидетельство СССРИсточники информациипо заявке Р 2626947/24-07,принятые во внимание при экспертизе кл. Н 05 В 3/14, 1981.Составитель А . ХодатаеваРедактор Т, Веселова Техред И. Гайду Корректор И. ДемчикЗаказ 32 7/77 Тираж 5 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, И."35, Раушская наб., д, 4/5Филиал П П Патент , г. Ужгород, ул. Проектная,