SU571180A3 - Method of obtaining sintered diboride-based of porous materials - Google Patents

Description

(54)(54)

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СПЕЧЕННЫХ ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ДИБОРИДА МЕТАЛЛАMETHOD OF OBTAINING SINTERED POROUS MATERIALS BASED ON METAL DIBORIDE

Изобретение относитс  к области порошковой металлургии, в частности к способам получени  спеченных пористых материалов на основе диборида металла.The invention relates to the field of powder metallurgy, in particular, to methods for producing sintered porous materials based on metal diboride.

Известен способ получени  спеченных пористых материалов на основе тугоплавких соедине1вш, предусматривающий гранулирование исходного порошка путем его спека1ш  и измельчени , формование из полученных гранул заготовок и их спекание.A known method for producing sintered porous materials based on refractory compounds, which involves granulating the starting powder by sintering it and grinding it, molding the obtained blanks from the obtained granules, and sintering them.

Однако при получении известным способом прочных материалов высокой пористости на основе боридов, карбвдов, силишадов, нитридов требуетс  высока  температура спека1ш  или проведение операции формовани  с пршюжением давлени .However, when producing high porosity materials based on borides, carbides, silishads, nitrides, by a known method, high temperature specimens or a pressure forming molding operation is required.

Высока  температура спекатш , прессование порошка до или после спекани  способствуют повышению модул  Юига получаемого материала.The high temperature of spekatsh, pressing the powder before or after sintering contributes to the improvement of the Yuig module of the resulting material.

Известный способ не обеспечивает достижени  таких характеристик, как увеличение энергии поверхностного гат жени , уменьшени  модул  Юнга и уменьшени  коэффициента линейного расширени , то есть характеристик, определ ющих стойкость материала к термическим нагрузкам и его меха1шческу1о прочность.The known method does not ensure the achievement of such characteristics as an increase in the energy of the surface enrichment, a decrease in the Young's modulus and a decrease in the linear expansion coefficient, i.e. the characteristics that determine the resistance of the material to thermal loads and its mechanical strength.

С целью повышени  стойкости к тепловым нагрузкам и механической прочности материалов перед формованием гранулированию подвергают часть порошка, оставшуюс  часть порошка смешивают с полученными гранулами, в смесь ввод т 1-6 вес.% фторида щелочного Или шелочноземельного металла, формование осуществл ют виброобработкой , а спекание провод т при 1000-1500° С.In order to increase the resistance to thermal stress and the mechanical strength of the materials, some of the powder is subjected to granulation, the remaining part of the powder is mixed with the obtained granules, 1-6 wt.% Of alkali fluoride or silk-earth metal are introduced into the mixture, the sintering is performed by vibrating t at 1000-1500 ° C.

П р и м е р 1. Смесь порошков с размером частиц несколько микрон, содержащую 85% диборида титана и 15% дисилицида титана, подвергают гранулированию путем гор чего прессовани  при 1800° С и последующего измельчени  до размера гранул в несколько миллиметров. Затем готов т смесь, состо щую из 60% полученных гранул и 40% Исходного порошка.Example 1 A mixture of powders with a particle size of several microns, containing 85% titanium diboride and 15% titanium disilicide, is subjected to granulation by hot pressing at 1800 ° C and subsequent grinding to a grain size of several millimeters. A mixture is then prepared consisting of 60% of the obtained granules and 40% of the starting powder.

В приготовлетшую смесь ввод т 3 вес.% фторида лити , смесь помещают в форму, подвергают кратковременной виброобработке, а затем спекают при 1350° С в течение 2 час в атмосфере аргона.3% by weight of lithium fluoride is introduced into the prepared mixture, the mixture is placed in a mold, subjected to short-term vibro-processing, and then sintered at 1350 ° C for 2 hours in an argon atmosphere.

П р и м е р 2. Гранулы диборида гафни  (65%PRI mme R 2. Granules of hafnium diboride (65%

от общей массы смеси), нолучекЕпле гор чим пресcoBamieM исходного порошка диборида гафни  приof the total mass of the mixture), butchWarm a hot pressBamieM of the initial powder of hafnium diboride at

2000° С с последующим измельчением, смеишвают с2000 ° C, followed by grinding, mixed with

35% тонкого порсипка.35% thin porcipka.

Затем в эту смесь ввод т 4 вес.% фторида лити , после чего смесь подвергают виброобработке в графитовой форме и спеканию в атмосфере аргона при 1000° С в течение 2ч.Then, 4% by weight of lithium fluoride is introduced into this mixture, after which the mixture is subjected to vibro-processing in graphite form and sintering in argon atmosphere at 1000 ° C for 2 hours.

Керамические материалы на основе диборида металла, полученные предложенным способом, имеют пористость 30-35% и хорошую механическую щючность.Ceramic materials based on metal diboride, obtained by the proposed method, have a porosity of 30-35% and a good mechanical stability.

Использование смеси гранул с порошкоМ; позвол ет увеличить энергию поверхностного нат жеНИН и исключить уплотнение смеси внешинм давлением .Use a mixture of granules with powder; allows you to increase the energy of surface tension and eliminate compaction of the mixture by external pressure.

Введение фторида щелочного или щелочноземельного металла в смесь в количестве 1-6 вес.% позвол ет активировать процесс спекани  материвла на основе диборидов переходных металлов, CJffl3HTb температ ру спекани  этих материалов при сохранении высокой пористости и хорошей механической прочности.The introduction of alkali or alkaline earth metal fluoride into the mixture in the amount of 1-6 wt.% Allows activating the sintering process of the material based on transition metal diborides, the CJffl3HTb sintering temperature of these materials while maintaining high porosity and good mechanical strength.

Увеличение энергии поверхностного нат жени  за счет смешивани  гранул с порошком, увеличение модул  Юнга материала за счет снижени  плотности при исключе {ии использовани  высоких температур спекани , увеличение пористости материала применением кратковремешюй виброобработки и 1ИЗКОЙ температуры спекани  и уменьшение в св зи с этим коэффициента линейного расширени  материала позвол ют повысить стойкость получаемых материалов к тепловым нагрузкам и их механическую прочность.Increasing the surface tension energy due to mixing the granules with the powder, increasing the Young's modulus of the material by reducing the density while eliminating the use of high sintering temperatures, increasing the porosity of the material using short-term vibrating processing and 1 LOW sintering temperature and reducing the coefficient of linear expansion of the material they allow to increase the resistance of the obtained materials to thermal loads and their mechanical strength.

Керамические пористые материалы на основе диборидов переходных металлов, полученные предложенным способом, хорошо провод т электрический ток, химически пассивны в присутствии жидкого металла, обеспечивают хорошую смачиваемость, Ceramic porous materials based on transition metal diborides, obtained by the proposed method, conduct electricity well, are chemically passive in the presence of a liquid metal, provide good wettability,

стойки к тепловым mipyaKaM и обладают хорошей жаростойкостью при высоких температурах.resistant to thermal mipyaKaM and have good heat resistance at high temperatures.

Введе1ше в порошок диборида переходного металла его дисилицида позвол ет повысить эти свойства .The introduction of its disilicide into the transition metal diboride powder makes it possible to increase these properties.

В качестве диборида может быть использован щйорид одного из металлов из группы титан, цирконий, гафний, вольфрам.Schichoride of one of the metals from the group titanium, zirconium, hafnium, and tungsten can be used as diboride.

В качестве силшцща может быть использован дисилнцид того же или другого металла из этой же группы.Disilcide of the same or another metal from the same group can be used as a silscale.

Полученш 1е предложенным епоссбом спеченные пористые керамические материалы могут быть использованы в конструкци х насосов дл  перекачки жидкого металла. Их можно использовать также дл  изготовлени  электродов или дл  несложного изготовлени  элементов труб опрокидов пр мого нагрева на основе эффекта Джоул .The resulting 1e proposed by the epossbum sintered porous ceramic materials can be used in the construction of pumps for pumping liquid metal. They can also be used for the manufacture of electrodes or for the simple manufacture of direct heating trough tube elements based on the Joule effect.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Способ получени  спеченных пористых материалов на основе диборида металла, включающий гранулирование исходного порошка, формова1ше и спекание, отличающийс  тем, что с целью повыше1ш  стойкости к тепловым нагрузкам и механической прочности материалов, гранулированию подвергают часть порошка, оставшуюс  часть порошка смешивают с полученными гранулами, в смесь ввод т 1 -6 вес.% фторида щелочного -или щелочноземельного металла, формование осуществл ют виброобработкой, а спекание провод т при 1000-1500° С.The method of obtaining sintered porous materials based on metal diboride, including granulation of the initial powder, mold and sintering, characterized in that in order to increase resistance to thermal loads and mechanical strength of materials, a part of the powder is subjected to granulation, the remaining part of the powder is mixed with the obtained granules into the mixture 1-6% by weight of alkali-or alkaline earth metal fluoride are introduced, the molding is carried out by vibro-processing, and sintering is carried out at 1000-1500 ° C.