close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY7610

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 7610
(13) C1
(19)
(46) 2005.12.30
(12)
7
(51) C 04B 35/624
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННОГО
ВЫСОКОПЛОТНОГО МАТЕРИАЛА
(21) Номер заявки: a 20020823
(22) 2002.10.18
(43) 2004.06.30
(71) Заявитель: Государственное научное
учреждение "Институт порошковой
металлургии" (BY)
(72) Авторы: Судник Лариса Владимировна; Маркова Людмила Владимировна; Подденежный Евгений Николаевич; Исупов Михаил Александрович (BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Институт порошковой металлургии" (BY)
(56) SU 1162770 A, 1985.
WO 00/32538 A1.
WO 00/48964 A1.
WO 01/14280 A1.
JP 08119721 A, 1996.
WO 87/01369 A1.
SU 1131853 A, 1984.
BY 7610 C1 2005.12.30
(57)
Способ получения композиционного высокоплотного материала на основе тугоплавких оксидов, включающий формование заготовки и спекание, отличающийся тем, что
перед формованием на матричные зерна оксидов наносят нанослой материала идентичного материалу матричных зерен по золь-гель технологии из солей соответствующих металлов при отношении толщины слоя к диаметру матричного зерна, равном 0,005-0,010.
Изобретение относится к производству изделий из оксидной керамики, используемых
в условиях, требующих высокой плотности и прочности материала и повышенной трещиностойкости.
Известно использование мелкозернистой реакционноспособной окиси алюминия для
изготовления фильтров из окиси алюминия [1], но такой материал содержит поры, обеспечивая функциональность в виде фильтрующей способности, не обеспечивая прочности.
Известен способ получения изделий высокой свыше 95 % плотности [2], но при этом отметим высокие технологические температуры и малую воспроизводимость результатов по
свойствам изделий.
Наиболее близким является способ получения вакуумплотной керамики "лидар" [3],
при котором спрессованное изделие пропитывают в растворе МоСl2, для получения покрытий окончательное спекание производят при температуре 1450 °С. Данный материал
имеет низкую трещиностойкость из-за наличия концентраторов напряжений в виде соединений молибдена, а способ изготовления требует сложного оборудования для вакуумной
пропитки, что увеличивает стоимость изделий.
Задача решаемая предполагаемым изобретением, заключается в достижении высокой
плотности и трещиностойкости материала, а также снижении технологических температур
при изготовлении изделий из этого материала.
BY 7610 C1 2005.12.30
Кроме этого, достигаются дополнительные технические эффекты, заключающиеся:
в сохранении формы заготовками после прессования, т.е. обеспечивается лучшая формуемость;
в сокращении продолжительности спекания.
Поставленная задача решается тем, что в способе получения композиционного высокоплотного материала на основе тугоплавких оксидов, включающем формование заготовки и спекание, перед формованием на матричные зерна оксидов наносят нанослой
материала идентичного материалу матричных зерен по золь-гель технологии из солей соответствующих металлов при отношении толщины слоя к диаметру матричного зерна,
равном 0,005-0,010. При этом при формировании изделия адсорбированный нанослой молекул играет роль смазки, позволяющий беспрепятственно одному зерну скользить по
другому, создавая плотноупакованные структуры, склонные к облегченному спеканию.
Технология получения материала состояла в следующем. Вначале на исходные порошки наносят нанослои тугоплавких оксидов идентичных составу исходных порошков,
используя золь-гель технологию, важное преимущество которой - смешение материалов
на молекулярном уровне, что способствует максимальной гомогенизации, дает возможность управлять толщиной нанослоев и исключает присутствие вредных примесей. Нанослои оксидов наносятся золь-гельным методом из растворов солей соответствующих
металлов, например: оксид алюминия из раствора Al2(SO4)3 или девятиводного Аl(NО2)3,
оксиды циркония и иттрия из азотнокислых солей этих металлов. После сушки при 200 °С
для удаления внешнесферных молекул воды, подготовленные таким образом порошки используют для реализации материала в виде изделия. Порошки можно использовать для
изготовления изделий как непосредственно после получения, так и после хранения.
Изделия изготавливали следующим образом: подготовленные описанным выше способом порошки подвергали формованию методом литья под давлением или полусухим
статическим прессованием. Отформованные изделия извлекали из прессформы и помещали в печь, где производили сушку изделий при температуре 80 °С при статическом прессовании или выжигание связки при литье под давлением при температуре 1000-1100 °С в
течение 2 часов при максимальной температуре (длительность всего процесса 16 часов).
Окончательное спекание производится при температуре на 200-250 °С меньшей, чем для
материала без нанослоев. Например, для алюминия 1400-1450 °С. Время выдержки при
максимальной температуре 1,5 часа. Длительность стадии окончательного спекания 8 часов.
По описанным технологиям сформированы заготовки для изготовления микроинструмента в виде усеченных четырехгранных пирамид высотой 6 мм и стороной нижнего основания 4 мм и верхнего 2 мм, а также "иголок" диаметром 2 мм, длиной 20 мм толщиной
стенки 0,5 мм.
Комкуемость массы определяли по количеству окатышей, появляющихся при хранении
массы в затаренном состоянии в течение трех месяцев. Коэффициент вязкости разрушения
микродиорометрическим методом, плотность гидростатическим взвешиванием.
Свойства заявляемого материала представлены в таблице.
Анализ таблицы показывает положительную роль золь-гельных нанопокрытий, играющих роль как активирующих, так и модифицирующих и позволяющих: снизить температуру спекания в среднем на 200 °С, создать структуру высокой плотности с остаточной
пористостью ниже 0,2 %; и свойствами: твердостью 95 HB, коэффициентом стойкости к
распространению трещины свыше 5 МПа*см-1/2, что позволяет увеличить стойкость изделий из предлагаемого материала в 1,7 раза.
2
BY 7610 C1 2005.12.30
Свойства заявляемого материала
Свойства
Остаточ- ТемпераОтношение:
№
К-т вязкости ная по- тура спеСвойства толщина слоя Комкуеп/п
разрушения, ристость, кания,
диаметр пор мость, %
%
°С
МПа·м-1/2
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
Оксид
алюминия
Оксид
циркония
<0,005
0,005
0,01
0,1
0,15
<0,005
0,005
0,01
0,1
0,15
Прототип
>10
5
5,1
5
7,5
9
4,5
4,5
5
6,5
2,3
5,2
5,7
5,6
4,2
2,4
6,0
5,8
5,3
4,1
0,8
0,2
0,2
0,2
0,6
1,2
0,3
0,2
0,2
0,8
1650
1450
1400
1400
1550
1700
1450
1450
1450
1600
10÷12
3,4
1,0
1600
Источники информации:
1. Заявка ЕПВ № 107345, МПК В 01D 39/20, 1984.
2. Заявка ЕПВ № 0130480, МПК C 01G 25/02, C 01B 13/36, 1985.
3. SU а.с. 1162770, МПК С 04В 35/10, 1985 // Бюл. 23.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
Стойкость
Твер- микроинстдость,
румента
HB
(кол-во рабочих циклов)
95
9500
95
10200
95
9800
95
10000
95
8100
90
6200
95
10000
95
9900
95
10200
95
7200
85
4000
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
112 Кб
Теги
by7610, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа