Формованные керамические изделия, характеризуемые их составом, керамические составы, обработка порошков неорганических соединений перед производством керамических изделий: ...на основе карбида кремния – C04B 35/565

Изобретение относится к керамическому материаловедению, в частности к получению материала для высокотемпературного применения на основе тугоплавких бескислородных и оксидных соединений, характеризующегося высокой прочностью, термической и окислительной стойкостью, стойкостью к термоудару при градиенте температуры до 2000 К в условиях воздействия высокоскоростного окислительного потока. Технический результат заключается в возможности использования указанного керамического материала при температуре Т=1800°С при комплексном воздействии механических и тепловых нагрузок в условиях окислительных сред. Это достигается тем, что композиционный керамический материал для высокотемпературного применения в окислительных средах получают из шихты, содержащей SiC, Y₂O₃, Al ₂O₃ и/или Al₂O₃·MgO, при следующем соотношении компонентов, (% мас.): SiC 76-80, Y ₂O₃ 4-5, Al₂O₃ и/или Al ₂O₃·MgO - остальное. Получаемый керамический материал имеет следующие характеристики: плотность 99% от теоретической, прочность при изгибе 400±25 МПа, прочность при сжатии 1200±40 МПа, твердость по Виккерсу 25-27 ГПа, K1_c - 8,5-10,0 МПа·м^1/2, окислительная стойкость 0,015 мг/см²сек, рабочая температура 1800°С. 5 пр., 1 табл.

Изобретение относится к керамическому материаловедению, в частности к получению композиционного материала для высокотемпературного применения на основе тугоплавких бескислородных и оксидных соединений. Техническим результатом изобретения является повышение окислительной и термической стойкости. Композиционный керамический материал для высокотемпературного применения в окислительных средах содержит оксид алюминия, оксид магния и карбид кремния при следующем соотношении компонентов, мас.%: Al₂O₃ - 20-50; MgO - 5-10; SiC - остальное. Причем оксид алюминия и оксид магния имеют дисперсность 120-400 нм, а карбид кремния - 0,1-5 мкм. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 5 пр., 1 табл.

Изобретение может быть использовано при получении конструкционных материалов, работающих в условиях высокого теплового нагружения и окислительной среды, для химической, нефтехимической, химико-металлургической промышленности и авиатехники. На заготовке из пористого углеграфитового материала формируют шликерное покрытие на основе композиции из силицирующего агента и временного связующего. Шликерное покрытие выполняют комбинированным с внутренним слоем на основе композиции из порошка нитрида кремния и некоксообразующего полимерного связующего и наружным - на основе композиции из смеси порошков карбида кремния и кварца, взятых в соотношении 1:(2-3), и жидкого стекла, или силоксанового связующего, или коллоидного раствора кремнезема в воде. Затем проводят силицирование путем нагрева заготовки в вакууме до температуры 1800°C, выдержки в течение 1-2 часов при 1800-1850°C и охлаждения. Силицирование проводят в парах кремния при давлении в реакторе не более 35 мм рт.ст., для чего в садку дополнительно устанавливают тигли с кремнием. Нагрев в интервале 1400-1700°C ведут со скоростью не менее 300-350 град/час. Упрощается способ изготовления крупногабаритных изделий из углерод-карбидокремниевого материала, обеспечивается высокая чистота их поверхности и высокая прочность. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение может быть использовано в химической, нефтехимической и химико-металлургической отраслях промышленности, а также в авиатехнике для изготовления конструкционных материалов, подвергающихся воздействию агрессивных сред и механическим нагрузкам. Изготавливают заготовку из пористого углеграфитового материала, формируют на ней шликерное покрытие на основе композиции из силицирующего агента и временного связующего. В качестве силицирующего агента используют порошок нитрида кремния, а в качестве временного связующего по всей толщине или по крайней мере в наружном слое шликерного покрытия - жидкое стекло или кремнийорганическое силоксановое связующее. Затем проводят силицирование путем нагрева заготовки в вакууме до температуры 1800°С, выдержки в течение 1-2 часов при 1800-1850°С и охлаждения. При силицировании в насыщенных парах кремния давление в реакторе не более 35 мм рт.ст. и скорость нагрева в интервале 1350-1650°С не менее 300-350 град/час. При силицировании в ненасыщенных парах кремния поверх сформированного шликерного покрытия дополнительно формируют слой шликерного покрытия на основе порошка кремния и жидкого стекла или кремнийорганического силоксанового связующего. Упрощается способ изготовления крупногабаритных изделий из углерод-углеродного композиционного материала, обеспечивается высокая чистота их поверхности и высокая прочность.

Изобретение может быть использовано в химической, нефтехимической и химико-металлургической отраслях промышленности, а также в авиатехнике для получения конструкционных материалов, работающих в условиях высокого теплового нагружения и окислительной среды. На заготовке из пористого углеграфитового материала формируют шликерное покрытие на основе композиции из силицирующего агента и временного связующего. Внутренние слои шликерного покрытия формируют на основе нитрида кремния, а наружные - на основе кремния или капсулированного в нитридкремниевой оболочке кремния. Силицируют заготовку путем нагрева до 1800°С в вакууме или при атмосферном давлении в аргоне, выдержки 1-2 ч при 1800-1850°С и охлаждения. Первый режим включает нагрев от 1000°С до температуры образования расплава кремния со скоростью 350-500 град/час; до 1650°С - со скоростью не менее 200-250 град/час и до 1800°С - со скоростью не менее 100-200 град/час. Второй режим включает нагрев от 1000°С до 1300-1400°С со скоростью 200-250 град/час, изотермическую выдержку в этом интервале 40-60 мин, нагрев до 1700°С со скоростью не менее 300-350 град/час и с 1700 до 1800°С - со скоростью не менее 100-200 град/час. В обоих режимах нагрев в интервале 1600-1650°С производят при давлении в реакторе не более 300 мм рт.ст., а нагрев в интервале 1650-1800°С, изотермическую выдержку при 1800-1850°С и охлаждение - при давлении в реакторе не более 36 мм рт.ст. Упрощается способ изготовления крупногабаритных изделий, повышается чистота их поверхности и прочность. 3 з.п. ф-лы, 2 табл., 29 пр.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности и нанотехнологии. Нанопленку или нанонить получают осаждением на основу - фторопластовое волокно или пленку, слоя бора или кремния нанотолщины, который затем подвергают обработке в угарном газе в присутствии угля или сажи при температуре 1400-1500°C. На образовавшийся слой карбида бора или карбида кремния осаждают, соответственно, слой кремния или бора. Образовавшуюся композицию выдерживают в вакууме или в атмосфере инертного газа при температуре 1400-1500°С, а затем при этой же температуре в угарном газе в присутствии угля или сажи. В качестве основы может быть использовано корундовое волокно или пленка. Полученная нанопленка или нанонить является высокопрочной. 5 н. и 1 з.п. ф-лы, 4 пр.

Изобретение относится к способу получения углеродсодержащих образцов, предназначенных для проведения экспресс-оценки качества графитированного наполнителя для изготовления силицированных изделий на его основе. Данные изделия могут быть использованы в атомной энергетике, химической промышленности, металлургии и др. Способ изготовления образцов для экспресс-оценки качества графитированного наполнителя включает подготовку сырьевых материалов, прессование, полимеризацию, обжиг и высокотемпературную термообработку. Исходная композиция содержит следующие компоненты, мас.%: порошковый кремний 25-35, графитированный наполнитель фракции -50/+0 мкм 60-50, фенолформальдегидное связующее - остальное. Прессование проводят при давлении 25-30 МПа с последующей полимеризацией, не снимая давления в течение 4-6 часов, обжиг - в течение 10-11 часов, а окончательную высокотемпературную обработку осуществляют при 1850-1900°C. Технический результат изобретения - упрощение определения пригодности графитированного наполнителя для получения силицированных изделий на его основе: по количеству трещин на поверхности образцов, изготовленных заявленным способом. 1 з.п. ф-лы, 4 табл., 1 пр.

Изобретение относится к способу нанесения покрытия на деталь с выполненной из карбида кремния (SiC) поверхностью. Способ включает стадии: а) лазерной обработки SiC-ой поверхности воздействием лазерными импульсами для увеличения шероховатости упомянутой поверхности; и б) нанесение покрытия (30) на SiC-ую поверхность атмосферным термическим напылением. Изобретение также предусматривает устройство для измерения деформации, которое включает первое покрытие (30) из оксида алюминия, полученное атмосферным термическим напылением на покрывающий подложку детали слой карбида кремния после того, как он был обработан воздействием лазерными импульсами, тензометрический датчик (40) со свободной нитью, помещенный на покрытие (30), и дополнительное покрытие из оксида алюминия, полученное атмосферным термическим напылением на тензометрический датчик. Предложенный способ обеспечивает повышенную адгезию между SiC-поверхностью указанной подложки и покрытием из оксида алюминия при повышении устойчивости покрытой детали к высоким температурам. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 пр.

Изобретение относится к производству керамических составов на основе карбосилицида титана, может быть использовано в машиностроительной и горнодобывающей промышленности, в инструментальном и ремонтном производствах для получения износостойких покрытий деталей узлов трения. Способ получения порошковой композиции на основе карбосилицида титана включает получение порошковой смеси, состоящей из титана, карбида кремния и графита, взятых в мольном соотношении 3:1,25:0,75, механосинтез в планетарной вакуумированной мельнице при частоте вращения барабана 320 об/мин, в прерывистом режиме, холодное прессование, термообработку в вакуумной печи при температуре 1350°C в течение 3 часов и последующий размол полученного образца в планетарной мельнице с применением титановой оснастки до получения порошка нужного размера. Технический результат изобретения - получение порошковой композиции с высоким содержанием карбосилицида титана без нежелательных примесей. 3 пр.

Изобретение относится к области производства композиционного материала на основе карбида кремния и сложного оксидного связующего, способного работать в агрессивных средах, а также в условиях ударно-динамических нагрузок, а именно в качестве материала для пар трения и бронезащитных изделий. Техническим результатом изобретения является повышение прочности, плотности и твердости изделий, при низкой их пористости. Растворный способ получения карбидокремниевой шихты с оксидным активатором спекания, включающий нанесение на поверхность частиц карбида кремния -SiC, активатора спекания состава, содержащего 3,7 мас.% оксида магния MgO, 24,7 мас.% оксида иттрия Y₂О ₃ и 71,6 мас.% оксида алюминия Аl₂О₃ , причем нанесение осуществляют на частицы -SiC, диспергированные в водных растворах нитратов магния, иттрия и алюминия, путем осаждения ионов Mg²⁺ на 1/3 часть -SiC, взятого в виде суспензии в водном растворе гидроксида натрия NaOH, а смеси ионов Y³⁺ и Аl³⁺ на 2/3 части -SiC, взятого в виде суспензии в водном растворе гидроксида аммония NH₄OH, при этом осаждение указанных ионов осуществляют в форме гидроксидов с последующей термодеструкцией их до оксидных форм в интервале Т=400-700°С и смешиванием получают шихту, включающую 0,24-0,55 мас.% MgO, 2,50-3,71 мас.% Y₂О₃, 7,20-10,76 мас.% Аl₂О ₃ и остальное -SiC. 2 н.п. ф-лы, 2 пр., 1 табл., 2 ил.

Изобретение относится к области материаловедения, в частности к высокотемпературным керамическим материалам, и может быть использовано для получения огнеупорного конструкционного материала на основе карбида кремния и кремния. Техническим результатом изобретения является повышение прочности и жаростойкости изделий. Способ получения огнеупорного материала на основе карбида кремния и кремния включает засыпку карбида кремния и кремния в форму из углеродсодержащего материала, придающую засыпке конфигурацию изделия, нагрев и термообработку в восстановительной атмосфере и силицирование путем пропитки карбида кремния сначала расплавом, а затем парами кремния. Причем термообработку ведут при температуре 2300-2500°С и выше вплоть до температуры кипения кремния в течение 2-3 ч до полного растворения карбида кремния в кремнии. Содержание кремния в шихте задается с избытком в соотношении не менее Si/SiC=3/1, а содержание кремния в полученном материале находится в пределах от 15 до 50 мас.% при нормальных условиях. 4 ил.

Изобретение касается способа изготовления запальной свечи низкого напряжения с высокой энергией, содержащей между электродами керамический материал, который получают следующим образом: в емкости с жидкостью смешивают от 50 до 75 мас.% соединения, предназначенного для образования проводящей фазы, и от 25 до 50 мас.% одного или нескольких материалов, способствующих образованию фаз иттриевого граната после термической обработки; осуществляют операции измельчения, сушки и просеивания этой смеси; осуществляют прессование или формование под давлением этой смеси в форме; осуществляют спекание этой меси для получения керамического материала с пористостью от 0 до 30%. Повышение срока службы и надежности запальных свечей. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к производству керамических изделий, работающих при высоких температурах в агрессивных и абразивных средах, а также в условиях ударно-динамического воздействия. Керамический материал содержит, мас.%: MgO 0,7-1,4, Y₂ O₃ 4,1-8,2, Аl₂О₃ 5,2-10,4, -SiC - остальное, при этом оксиды находятся в строго эвтектическом соотношении в соответствии с диаграммой состояния тройной системы Al₂O₃-Y₂O₃-MgO по разрезу гранат-шпинель, что определяет температуру плавления оксидной фазы, равную 1770±5°С. Способ изготовления керамического материала, включает приготовление гомогенной шихты из микропорошков -карбида кремния, оксидов магния, иттрия и алюминия с добавлением связующего, формование заготовки, сушку и спекание при температуре 1840-1880°С, преимущественно при 1860°С, с выдержкой при указанной температуре в течение 60±5 мин. Технический результат изобретения - создание материала с высокой твердостью, прочностью и низкой пористостью при снижении энергозатрат и возможности расширения номенклатуры изделий. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к упрочненным керамическим изделиям с высокой пористостью, пригодным для изготовления фильтров. Пористое керамическое изделие формируется посредством воздействия источника бора на спеченное пористое керамическое изделие и нагрева его до достаточной температуры в содержащей кислород атмосфере. Указанное спеченное изделие представляет собой оксид алюминия, оксид циркония, карбид кремния, нитрид кремния, муллит, кордиерит, бета-сподумен, титанат алюминия и т.п. керамику. После обработки источником бора пористое керамическое изделие имеет фазу оксидного стекла, содержащую бор, по меньшей мере, на части керамических зерен, и имеет прочность по крайней мере на 10% больше и коэффициент релаксации термических напряжений по крайней мере на 20% больше, чем у сходного керамического изделия при отсутствии фазы оксидного стекла, содержащего бор. 3 н. и 25 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к огнеупорным изделиям и может быть использовано, в частности, при изготовлении емкостей для получения алюминия путем электролиза. Спеченный огнеупорный блок на основе карбида кремния (SiC) со связкой из нитрида кремния (Si₃N₄), в массовом соотношении Si ₃N₄/SiC 0,05-0,45, включает 0,05-1,5 мас.% бора. Бор вводится в сырьевую смесь в виде оксида, карбида, нитрида, фторида или сплава с металлом, предпочтительно в виде В₄ С или СаВ₆. При осуществлении способа загрузку, содержащую карбид кремния и соединение бора, формуют, сушат на воздухе и обжигают при температуре 1100-1700°С в атмосфере азота. Технический результат изобретения - улучшение коррозионной стойкости по отношению к продуктам, содержащим фтор, и к расплавленному криолиту. 4 н. и 23 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 ил.

Изобретение относится к монолитным огнеупорам, а именно к леточным массам, используемым для закрытия леток доменных печей после выпуска чугуна и шлака. Техническим результатом изобретения является повышение прочности леточной массы. Леточная масса включает огнеупорный компонент, состоящий из оксидных и углеродсодержащих материалов и карбида кремния, и связующий компонент, состоящий из огнеупорной глины и пластификатора. При этом огнеупорный компонент дополнительно содержит композиционный материал на основе нитрида кремния с ферросилицидной связкой, включающей силициды железа, кремний и/или железо, при следующем соотношении компонентов, мас.%: нитрид кремния 60,0-95,0; силициды железа 0,1-38,0; кремний 0,1-23,0; железо 0,1-8,0, а компоненты леточной массы находятся в следующем соотношении, мас.%: огнеупорный компонент 50-80; связующий компонент 20-50. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к области производства конструкционных изделий на основе углерода или графита, в частности силицированного графита. Композиция включает углерод в виде измельченного до размеров не более 200 мкм графита в количестве 10-80 мас.%, карбид кремния в количестве 10-60 мас.% и связующее остальное. Причем углерод и карбид кремния находятся в составе в обратно пропорциональной зависимости, а общая их доля в композиции находится в пределах 60-95 мас.%. Плотность полученного материала 2,92-3,08 г/см ³, предел прочности при сжатии 4550-4970 кгс/см² . Изделие имеет повышенную коррозионную стойкость. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к технологии нанесения керамических покрытий на углеродсодержащие материалы - углеродные волокна и нанотрубки с целью защиты изделий на их основе от окисления на воздухе при повышенных температурах эксплуатации. Способ защиты углеродсодержащих материалов карбидом кремния включает приготовление смеси углеродсодержащего соединения в органическом растворителе с растворимым кремнийсодержащим соединением, обработанным катализатором гидролиза, гидролиз. Затем этой смесью, нагретой до 40÷90°С, осуществляют пропитку углеродсодержащих материалов с использованием ультразвукового воздействия до гелеобразования. Пропитанный материал сушат сначала при 60÷80°С в течение 10÷24 часов, затем при 100÷140°С в течение 4÷12 часов, после чего проводят термообработку сначала при 450÷1000°С и разрежении 1·10^-2÷1·10 ^-1 кПа в течение 1÷4 часов, затем поднимают температуру до 1100÷1400°С и выдерживают пропитанный материал в течение 4÷20 часов при разрежении 10^-5 ÷10^-2 кПа. Техническая задача изобретения - исключение деградации углеродсодержащих материалов и повышение стойкости к окислинию. 3 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к области получения композиционных материалов на основе углерода и изделий из них, подлежащих эксплуатации в условиях комплексных статических и динамических нагрузок при температурах до 2000°С в окислительной среде и высокоскоростных потоков продуктов сгорания топлива (авиакосмическая техника, высокотемпературное электротермическое оборудование и т.д.). Способ включает набор углеволокнистого наполнителя в виде пакетов заготовок объемной структуры, пропитку коксообразующим связующим, формование, карбонизацию, уплотнение и керамизацию. Пропитку углеволокнистого наполнителя проводят перед набором пакета в комплексном связующем, включающем олигомерную некоксующуюся смолу в виде 40-80 мас.% раствора олигомерной ненасыщенной полиэфирной смолы в мономере ненасыщенного эфира и олигомерную коксообразующую смолу в виде 45-55 мас.% спиртового раствора олигомерной фенолформальдегидной резольной смолы. Соотношение некоксующейся и коксообразующей олигомерных смол составляет (30-40):(60-70) мас.%. В пропитанном углеволокнистом наполнителе содержание комплексного связующего составляет 30-50 мас.%. Полимеризацию некоксующейся смолы после пропитки проводят ионизирующим облучением, а коксообразующей смолы - при температуре 130-190°С в процессе формования углепластиковой заготовки. Способ позволяет получать материал с высокими физико-механическими и эксплуатационными характеристиками. 5 з.п. ф-лы, 3 табл., 1 ил.

Изобретение относится к изготовлению конструктивного элемента микроволновой муфельной печи, выполненного из радиопоглощающей керамики, которая обеспечивает достижение высоких температур за короткий период времени, является экологически чистой, не выделяет вредных газообразных соединений при нагреве. Способ изготовления нагревателя для микроволновой печи включает смешение карбида кремния или модифицированного карбида кремния и лейкоксенового концентрата - продукта переработки титаноносной нефтесодержащей руды с органической связкой, прессование и двухстадийную термообработку в окислительной атмосфере. Используют карбид кремния или модифицированный карбид кремния с крупностью фракции 200-500 мкм или 80-200 мкм соответственно и лейкоксеновый концентрат с крупностью фракции 80-250 мкм при соотношении карбида кремния и лейкоксенового концентрата, равном 14-19:1-6. Технический результат изобретения - повышение максимальной рабочей температуры, обеспечивая ее быстрое достижение. 2 ил.

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к составам керамических материалов, применяемых в высокотемпературных печах и химических аппаратах в качестве огнеупорных электроизоляционных химически и износостойких деталей. Состав для изготовления керамического материала содержит в мас.%: нитрид бора 10-20; карбид кремния 73,5-82; титан 3-7; кремний 0,1-1. Состав готовят путем перемешивания с последующей пластификацией органическим связующим. Из полученной пластичной массы изготавливают изделия методом горячего прессования. Изобретение позволяет улучшить следующие характеристики: прочность на изгиб, твердость, при этом теплоемкость при 25°С составляет 577-601 Дж/кг°С; теплопроводность при 400°С - 6,4-8,0 Вт/м·К; стойкость к тепловому удару 25-29 циклов нагрева до 1400°С с последующим охлаждением в воду при 20°С. 1 табл.

Изобретение относится к способам получения тугоплавких карбидов, в частности к изготовлению композитов с керамической матрицей, содержащих тугоплавкие карбиды. Может применяться для изготовления деталей двигателей, подвергающихся воздействию высоких температур, и т.п. Предложен способ изготовления детали из жаростойкого композиционного материала на карбидной основе. Готовят обогащенный углеродом исходный полимер для получения карбида кремния и избыточного углерода. Смешивают исходный полимер с тугоплавким металлом с образованием смеси исходный полимер/металл. Количество тугоплавкого металла выбирают с обеспечением стехиометрически эквивалентных количеств избыточного углерода и тугоплавкого металла. Из смеси формируют заготовку детали. Затем заготовку нагревают для термического разложения исходного полимера с образованием карбида кремния и избыточного углерода. Избыточный углерод и тугоплавкий металл взаимодействуют с образованием карбида тугоплавкого металла. Техническим результатом является повышение жаростойкости, уменьшение возможности протекания реакции взаимодействия избытка тугоплавких металлов с упрочняющими фазами. 20 з.п. ф-лы, 12 ил.