RU2602261C1 - Жаростойкое покрытие для фехралевых сплавов электронагревателей - Google Patents
Жаростойкое покрытие для фехралевых сплавов электронагревателей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2602261C1 RU2602261C1 RU2015116778/03A RU2015116778A RU2602261C1 RU 2602261 C1 RU2602261 C1 RU 2602261C1 RU 2015116778/03 A RU2015116778/03 A RU 2015116778/03A RU 2015116778 A RU2015116778 A RU 2015116778A RU 2602261 C1 RU2602261 C1 RU 2602261C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cordierite
- resistant coating
- powder
- heat resistant
- electric heaters
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/16—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay
- C04B35/18—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay rich in aluminium oxide
- C04B35/195—Alkaline earth aluminosilicates, e.g. cordierite or anorthite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
- C04B2235/3244—Zirconium oxides, zirconates, hafnium oxides, hafnates, or oxide-forming salts thereof
- C04B2235/3248—Zirconates or hafnates, e.g. zircon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3427—Silicates other than clay, e.g. water glass
- C04B2235/3463—Alumino-silicates other than clay, e.g. mullite
- C04B2235/3481—Alkaline earth metal alumino-silicates other than clay, e.g. cordierite, beryl, micas such as margarite, plagioclase feldspars such as anorthite, zeolites such as chabazite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/44—Metal salt constituents or additives chosen for the nature of the anions, e.g. hydrides or acetylacetonate
- C04B2235/447—Phosphates or phosphites, e.g. orthophosphate, hypophosphite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/447—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on phosphates, e.g. hydroxyapatite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
- C23C18/02—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition
- C23C18/12—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition characterised by the deposition of inorganic material other than metallic material
- C23C18/1204—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition characterised by the deposition of inorganic material other than metallic material inorganic material, e.g. non-oxide and non-metallic such as sulfides, nitrides based compounds
- C23C18/1208—Oxides, e.g. ceramics
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области синтеза жаростойких покрытий для защиты фехралиевых сплавов. Технический результат изобретения - повышение прочности и термостойкости кордиеритовой керамики для электронагревательных элементов. Покрытие содержит следующие компоненты, мас.%: однозамещенный фосфат алюминия Al(H2PO4)3 - 33,5, кордиеритовый порошок Mg2Al4Si5O18 - 37,5, порошок твердоэлектролитной циркониевой керамики ZrO2 - 4, вода дистиллированная H2O - 25.
Description
Предлагаемое изобретение относится к области создания жаростойких покрытий для защиты фехралевых сплавов от газовой коррозии, в частности электронагревательных элементов в приборостроении, металлургии, машиностроении и электротехнической промышленности.
Благодаря редкому сочетанию высокой термостойкости кордиеритовая керамика находит широкое применение в промышленности. Известным недостатком кордиеритовой керамики является невысокая прочность, что в рабочих условиях при температуре до 950°C приводит к растрескиванию покрытия нагревательных элементов и возникновению газовой коррозии проволоки из нихрома или фехраля.
Нагревательный элемент выполнен в виде трубки из кварцевого стекла, на которую намотан нихром или фехраль диаметром 0,2 мм. Для изоляции витков друг от друга спираль нагревательного элемента покрыта высокотемпературным керамическим составом (В.П. Пирог и др. Исследование градуировочной характеристики амперометрического диффузионного датчика кислорода, Приборы №3, 2008 г., стр. 32-35).
Известен способ упрочения пористой кордиеритовой керамики на основе талька, каолина и глинозема за счет изменения компонентного состава шихты (Патент №2036883 РФ, МКИ6 C04B 35/18, 1995). Для более точной корректировки состава в нее вводят дополнительно кварцевый песок и полевой шпат. Рассмотренный состав позволяет не только добиться удовлетворительного соотношения основных оксидов, но и регулировать содержание примесей, снизив содержание оксидов железа и титана и изменив содержание и соотношение оксидов щелочных металлов в соответствии с имеющимися в литературе рекомендациями и данных проведенных экспериментов. Заготовку формируют методом дублирования полимерной матрицы и спекают. После термообработки при 1350°C в кордиеритовой керамике и предложенном составе отсутствуют линии каких-либо фаз, кроме кордиерита гексагональной модификации. Прочность пористых кордиеритовых материалов составляет 0.48-1.05 МПа.
Целью изобретения является повышение прочности кордиеритовой керамики.
Указанная цель достигается тем, что в способе упрочнения кордиеритовой керамики, включающем подготовку шихты, содержащей кордиеритовый порошок Mg2Al4Si5O18, пропитку заготовки шликером, сушку и последующий отжиг, согласно предлагаемому техническому решению шихту подвергают предварительной механохимической активации однозамещенного фосфата алюминия Al(H2PO4)3 в водной среде с добавкой оксида циркония ZrO2.
Предложенное техническое решение иллюстрируется следующими примерами конкретного выполнения. В качестве сырьевых материалов использовали кордиеритовый порошок для горячего литья ТУ16-538-036-70, алюминий фосфорнокислый однозамещенный Al(H2PO4)3 ТУ6-09-858-76 и циркониевая твердоэлектролитная керамика ZrO2. Твердоэлектролитную керамику перед смешиванием предварительно подвергают мокрому помолу до среднего размера частиц не более 16 мкМ и высушивается. Готовится смесь следующего состава (мас.%): вода дистиллированная H2O - 25, однозамещенный фосфат алюминия Al(H2PO4)3 - 33,5, кордиеритовый порошок Mg2Al4Si5O18 - 37,5, порошок твердоэлектролитной циркониевой керамики ZrO2 - 4. Состав смеси рассчитан с учетом максимального приближения к составу стехиометрического кордиерита. Для приготовления смеси используется металлический стакан в котором в дистиллированной воде H2O растворяется однозамещенный фосфат алюминия Al(H2PO4)3, затем добавляется кордиеритовый порошок Mg2Al4Si5O18 и порошок твердоэлектролитной циркониевой керамики ZrO2. Раствор тщательно перемешивается с помощью металлического шпателя до однородной массы.
Введение добавки диоксида циркония ZrO2 позволяет повысить прочность кордиеритовой керамики и получить термостойкий плотноспекшийся материал обмазки электронагревательного элемента при температуре 1250°C.
Срок годности смеси 1-2 часа с момента приготовления. Готовая смесь - серовато-белая однородная масса.
Нанесение смеси производится в следующем порядке:
- подготавливается электронагревательный элемент;
- на рабочий стол укладывается металлическая пресс-форма, состоящая из двух частей;
- заполняются обе части пресс-формы готовой смесью с помощью металлического шпателя;
- электронагревательный элемент укладывается в первую часть пресс-формы и закрывается второй частью, зажимается, убираются излишки смеси и выдерживается в таком состоянии в течение 10-12 секунд;
- извлекается электронагревательный элемент из пресс-формы и сушится с обмазкой на воздухе при температуре 25±5°C в течение 2-х недель;
- электронагреватель с нанесенной смесью помещается в печь и нагревается до 1250°C с равномерным подъемом температуры со скоростью 100°C в час;
- при температуре 1250°C выдерживается в печи в течение 1 часа;
- охлаждается электронагревательный элемент от 1250°C до комнатной температуры вместе с печью.
Термостойкость покрытия из указанного состава составляет не менее 250 циклов при подъеме температуры от комнатной до 850°C в течение 15 минут и работе при этой температуре не менее 8 часов.
Claims (1)
- Жаростойкое покрытие для фехралиевых сплавов, включающее в себя кордиеритовый порошок Mg2Al4Si5O18 - 37,5 мас.%, отличающееся тем, что с целью повышения прочности керамики дополнительно содержит однозамещенный фосфат алюминия Al(H2PO4)3 - 33,5 мас.%, твердоэлектролитную циркониевую керамику ZrO2 - 4 мас.% и дистиллированную воду H2O - 25% от сухой смеси компонентов.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015116778/03A RU2602261C1 (ru) | 2015-04-30 | 2015-04-30 | Жаростойкое покрытие для фехралевых сплавов электронагревателей |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015116778/03A RU2602261C1 (ru) | 2015-04-30 | 2015-04-30 | Жаростойкое покрытие для фехралевых сплавов электронагревателей |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2602261C1 true RU2602261C1 (ru) | 2016-11-10 |
Family
ID=57278139
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015116778/03A RU2602261C1 (ru) | 2015-04-30 | 2015-04-30 | Жаростойкое покрытие для фехралевых сплавов электронагревателей |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2602261C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4073999A (en) * | 1975-05-09 | 1978-02-14 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Porous ceramic or metallic coatings and articles |
US4921731A (en) * | 1986-02-25 | 1990-05-01 | University Of Florida | Deposition of ceramic coatings using sol-gel processing with application of a thermal gradient |
RU93012984A (ru) * | 1993-03-11 | 1995-06-09 | К.Н. Ким | Керамический материал для изготовления электронагревателя |
RU2036883C1 (ru) * | 1992-02-25 | 1995-06-09 | Республиканский инженерно-технический центр порошковой металлургии | Состав для изготовления кордиеритовой керамики |
RU2054393C1 (ru) * | 1993-06-24 | 1996-02-20 | Виталий Антонович Ксенофонтов | Покрытие для инфракрасного излучателя и способ получения покрытия на поверхности инфракрасного излучателя |
-
2015
- 2015-04-30 RU RU2015116778/03A patent/RU2602261C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4073999A (en) * | 1975-05-09 | 1978-02-14 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Porous ceramic or metallic coatings and articles |
US4921731A (en) * | 1986-02-25 | 1990-05-01 | University Of Florida | Deposition of ceramic coatings using sol-gel processing with application of a thermal gradient |
RU2036883C1 (ru) * | 1992-02-25 | 1995-06-09 | Республиканский инженерно-технический центр порошковой металлургии | Состав для изготовления кордиеритовой керамики |
RU93012984A (ru) * | 1993-03-11 | 1995-06-09 | К.Н. Ким | Керамический материал для изготовления электронагревателя |
RU2054393C1 (ru) * | 1993-06-24 | 1996-02-20 | Виталий Антонович Ксенофонтов | Покрытие для инфракрасного излучателя и способ получения покрытия на поверхности инфракрасного излучателя |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Li et al. | Optimized sintering and mechanical properties of Y-TZP ceramics for dental restorations by adding lithium disilicate glass ceramics | |
RU2602261C1 (ru) | Жаростойкое покрытие для фехралевых сплавов электронагревателей | |
RU2525892C1 (ru) | Способ получения кварцевой керамики | |
JP4571588B2 (ja) | 酸化物層を有する炭化ケイ素セラミック部材 | |
JP5769313B2 (ja) | 低熱膨張断熱キャスタブル | |
RU2471751C1 (ru) | Способ получения защитного покрытия и состав шихты для защитного покрытия | |
RU2321571C1 (ru) | Муллитокорундовый огнеупор | |
JP2016501131A (ja) | 鋳型および他の製品を製造するためのセラミック層の組成物 | |
RU2778741C1 (ru) | Способ приготовления шихты для получения температуроустойчивых материалов и покрытий на основе системы Si-B4C-ZrB2 | |
CN110156446A (zh) | 用于铸造空心涡轮叶片的陶瓷模具的制作方法 | |
US3321321A (en) | Fired refractory shape and process for its manufacture | |
CN106830898B (zh) | 一种海绵氧化铝及其制备方法与应用 | |
TWI597255B (zh) | Silicon carbide refractory block | |
JP2002316869A (ja) | 耐熱性ムライト質焼結体からなるローラハースキルン用ローラ | |
RU2463279C1 (ru) | ЗАЩИТНОЕ СТЕКЛОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ ПОКРЫТИЕ ДЛЯ SiC-СОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ | |
JP5594406B2 (ja) | 不定形耐火物の施工方法 | |
KR101315631B1 (ko) | 리튬용액 침투에 의한 las계 내열 세라믹스의 제조방법 | |
RU2563261C1 (ru) | Шихта для керамического материала | |
JPH03115162A (ja) | 酸化アルミニウム焼結体の製造方法 | |
US1081542A (en) | Glazed refractory article. | |
RU2613645C1 (ru) | Способ изготовления защитного покрытия и шихта для его осуществления | |
SU619272A1 (ru) | Смесь дл изготовлени керамических литейных стержней | |
CN109641801B (zh) | 耐火陶瓷配料以及制备耐火陶瓷产品的方法 | |
RU2613397C1 (ru) | Способ изготовления защитного покрытия | |
JP2003002754A (ja) | 断熱性キャスタブル耐火物 |