состав для защитного покрытия
Классы МПК: | C04B41/86 глазурь; холодная глазурь |
Автор(ы): | Баньковская И.Б., Горбатова Г.Н., Сазонова М.В. |
Патентообладатель(и): | Институт химии силикатов им.И.В.Гребенщикова РАН |
Приоритеты: |
подача заявки:
1998-05-26 публикация патента:
27.09.1999 |
Изобретение относится к области защитных эрозионно стойких покрытий для пористых оксидных материалов. Состав для защитного покрытия включает хвосты апатитовой флотации (ХАФ) и добавку в виде бората марганца при следующем соотношении компонентов (мас.%): ХАФ - 75-85; Мn (ВО2)2 - 15-25, при этом ХАФ имеет следующий состав (мас.%): SiO2 - 40,6-41,7; Аl2O3 - 22,1-23,0; Fе2O3 - 5,5-6,0; ТiO2 - 3,6-4,0; СаО - 4,7-5,3; Nа2О - 12,6-13,8; К2О - 5,6-6,3; Р2O5 - 2,4-2,8. Технический результат изобретения-снижение себестоимости защитного покрытия за счет использования отходов горнодобывающей промышленности, а также обеспечение формирования эрозионно стойкого покрытия при 900oC в течение 15 мин и сохранение свойств при 900oC в течение более 150 ч. 3 табл.
Рисунок 1, Рисунок 2
Формула изобретения
Состав для защитного покрытия, содержащий связующее и наполнитель, включающие оксиды кремния, алюминия, железа, кальция, натрия и калия, отличающийся тем, что состав содержит добавку в виде бората марганца, а в качестве связующего и наполнителя - хвосты апатитовой флотации (ХАФ), дополнительно включающие оксиды титана и фосфора, при следующем соотношении компонентов, мас.%:ХАФ - 75 - 85
Mn (BO2)2 - 15 - 25
при этом ХАФ содержит указанные компоненты в следующем соотношении, мас. %:
SiO2 - 40,6 - 41,7
Al2О3 - 22,1 - 23,0
Fe2О3 - 5,5 - 6,0
TiО2 - 3,6 - 4,0
СаО - 4,7 - 5,3
Na2О - 12,6 - 13,8
К2О - 5,6 - 6,3
Р2О5 - 2,4 - 2,8
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к составам для получения защитных эрозионно стойких покрытий для пористых оксидных материалов и может быть использовано в авиационной, космической технике, в теплоэнергетических установках, в электронной технике, в частности, при получении эрозионно стойких влагонепроницаемых покрытий с высокой излучательной способностьюИзвестен состав, содержащий в качестве связующего алюмоборосиликатное стекло состава SiO2, B2O3, Al2O3, Na2O, Li2O, Co2O3, F2, а в качестве наполнителя - кварцевое стекло SiO2 и карбид кремния SiC (авт.св. СССР N 816095, МКИ C 04 B 41/06), предназначенный для получения эрозионностойкого покрытия на пористые кремнеземные материалы. Для получения этого покрытия требуется специальная варка стекла. Известен состав глазури для керамических материалов (авт.св. СССР N 1525134, МКИ C 04 B 41/86). Глазурь содержит SiO2, Al2O3, CaO, MgO, Na2O, K2O, B2O3, Fe2O3, MnO, TiO2. По составу предлагаемый объект отличается от данного. Указанная глазурь является легкоплавкой и при температуре 900oC и длительной выдержке впитывается в подложку. Наиболее близким к заявляемому изобретению по совокупности существенных признаков является состав для получения глазури (авт.св. СССР N 1357376, МКИ C 03 C 8/02), содержащий наполнитель и связующее, включающие оксиды Si, Al, Fe, Ca, K, Na, B, Mg и S. Указанный состав глазури предназначен для строительных плиток. В качестве компонента шихты состав содержит шлам электролиза отходов магниевого производства. Однако указанный состав легкоплавок и при температуре выше 950oC впитывается в подложку. Задачей заявляемого изобретения является получение покрытия при 900oC, эксплуатируемого при высокой, а именно 900 - 1000oC температуре длительное (> 100 ч.) время, а также снижение себестоимости защитного покрытия. Указанная задача решается следующим образом. Состав для защитного покрытия, содержащий связующее и наполнитель, включающие оксиды кремния, алюминия, железа, кальция, натрия и калия, содержит добавку в виде бората марганца, а в качестве связующего и наполнителя - хвосты апатитовой флотации (ХАФ), (дополнительно включающие оксиды титана и фосфора) при следующем соотношении компонентов, мас.%):
ХАФ - 75 - 85
Mn(BO2)2 - 15 - 25
при этом ХАФ содержит указанные компоненты в следующем соотношении, мас. %: SiO2 - 40,6 - 41,7; Al2O3 - 22,1 - 23,0; Fe2O3 - 5,5 - 6,0; TiO2 - 3,6 - 4,0; CaO - 4,7 - 5,3; Na2O - 12,6 - 13,8; K2O - 5,6 - 6,3; P2O3 - 2,4 - 2,8. Использование в качестве компонента шихты хвостов апатитовой флотации (ХАФ) позволяет исключить энергоемкую операцию варки стекла. В качестве добавки, улучшающей растекание глазури и обеспечивающей черную окраску, используется борат марганца. Указанный состав может быть приготовлен следующим образом: покрытие наносят методом шликерной технологии. ХАФ в виде порошка размалывают и просеивают через сито 10000 отв./см2, достигая размера частиц не более 63 мкм. Механическую смесь порошков смешивают с 2% водным раствором карбоксиметилцеллюлозы в соотношении 2 : 3 для получения шликера, который наносят на поверхность материала кистью, валиком или пульверизатором. Покрытый образец высушивают при температуре до 100oC. После сушки покрытие имеет темно-серый цвет, матовое. После обжига покрытие имеет черный цвет, блеск, прочное сцепление с подложкой. Состав защитного эрозионно стойкого покрытия на пористых оксидных материалах опробован в лабораторных условиях на образцах размером 10 х 10 х 5 мм. Содержание компонентов: 80% наполнителя и стеклосвязки в виде отходов горнодобывающей промышленности и 20% добавки - бората марганца. После выдержки в воздушной среде при 900oC в течение 150 ч сохранилось прочное сцепление с пористой оксидной подложкой, черная окраска и стекловидный блеск. Для подтверждения заявляемых интервалов состава для защитного покрытия проведены испытания. Результаты отражены в табл. 1 и 2. В таблице 1 приведен химический состав (мас.%) отходов горнодобывающей промышленности, обосновывающий заявляемые интервалы содержания компонентов ХАФ. В таблице 2 приведено обоснование количественного содержания состава для защитного покрытия с указанием температуры и времени формирования и эксплуатации. В таблице 3 представлены сравнительные данные по техническим показателям. Таким образом заявляемый состав для покрытия содержит до 85% отходов (ХАФ), что снижает себестоимость защитного покрытия, позволяет формировать защитное покрытие при 900oC - более низкой, чем в прототипе; позволяет исключить энергоемкую операцию варки стекла; позволяет сохранить защитные свойства покрытия длительное время (более 150 ч) при 900oC.
Класс C04B41/86 глазурь; холодная глазурь
шихтовой состав глазури - патент 2526091 (20.08.2014) | |
способ выравнивания поверхности детали, изготовленной из композиционного материала с керамической матрицей - патент 2523265 (20.07.2014) | |
глазурь для изразцов - патент 2522600 (20.07.2014) | |
глазурь для изразцов - патент 2514470 (27.04.2014) | |
цветная глазурь - патент 2513968 (20.04.2014) | |
шихта для изготовления глазури - патент 2513818 (20.04.2014) | |
шихтовой состав глазури - патент 2513781 (20.04.2014) | |
кирпичная глазурь - патент 2508279 (27.02.2014) | |
глазурь для изразцов - патент 2508278 (27.02.2014) | |
шихтовой состав глазури - патент 2508277 (27.02.2014) |