close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY12533

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2009.10.30
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 12533
(13) C1
(19)
C 04B 37/00
C 04B 35/10
ПАСТА ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ
(21) Номер заявки: a 20080870
(22) 2008.06.28
(71) Заявитель: Государственное научное учреждение "Институт порошковой металлургии" (BY)
(72) Авторы: Судник Лариса Владимировна; Бонадысев Игорь Владимирович; Жук Елена Владимировна
(BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Институт порошковой металлургии" (BY)
(56) SU 1622346 A1, 1991.
SU 420596, 1974.
SU 1606498 A1, 1990.
SU 1839666 A3, 1993.
RU 2144011 C1, 2000.
SU 1092147 A, 1984.
SU 435215, 1974.
RU 2127236 C1, 1999.
BY 12533 C1 2009.10.30
(57)
Паста для соединения керамических изделий, содержащая оксид магния, оксид алюминия, нитрид кремния и силикатное связующее, отличающаяся тем, что дополнительно
содержит γ-гидроксид алюминия и диоксид кремния при следующем соотношении компонентов, мас. %:
оксид магния
1-5
нитрид кремния
5-10
силикатное связующее
15-20
γ-гидроксид алюминия
5-10
диоксид кремния
1-5
оксид алюминия
остальное.
Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано для
соединения керамических деталей между собой, с металлами и графитом, а также для ликвидации дефектов в виде трещин и раковин в спеченных керамических изделиях (в частности, для изоляционной керамики обжиговых печей).
Для названных целей используют клеи Geramobond (торговая марка клея на основе
оксида алюминия фирмы Armec Products Inc., США) и Evabond (торговая марка фирмы
Deva Industry CoLtd., Япония) [1].
Недостатком этих клеев является необходимость проведения высокотемпературного
обжига ~1000 °С.
Используют также огнеупорные составы, включающие компоненты из нитрида и диоксида кремния и оксида магния [2]. Недостатком этих материалов является их низкая
термостойкость.
Известны также составы паст на основе шамота и огнеупорной глины [3]. Недостатком материала является малая термостойкость и высокая температура обжига.
BY 12533 C1 2009.10.30
Наиболее близкой по технической сущности и ожидаемому результату является паста
для соединения керамических изделий, включающая нитрид кремния, оксид магния, оксид алюминия, поливиниловый спирт и водный раствор силиката натрия при следующем
содержании, мас. % [4]:
оксид магния
1-5
оксид алюминия
5-10
поливиниловый спирт
5-10
10-30 % водный раствор силиката натрия
20-30
нитрид кремния
остальное.
Эта паста имеет достаточно высокую термостойкость и адгезионную прочность. Недостатком является то, что она требует обжига при температуре ≥ 800 °С. Паста известного состава может эксплуатироваться преимущественно в условиях вакуума, иначе при
нагреве пасты на порошке нитрида кремния образуется пленка SiO2, материал охрупчивается, прочность соединения падает.
Задача изобретения - снижение температуры обжига, увеличение термостойкости и
повышение конкурентоспособности пасты путем исключения из состава дорогостоящих
импортируемых компонентов.
Задача достигается тем, что в известной пасте для соединения керамических изделий,
содержащей оксиды магния и алюминия, нитрид кремния, поливиниловый спирт, силикатное связующее, исключается поливиниловый спирт и дополнительно вводятся синтетический γ-гидроксид алюминия и диоксид кремния при следующем соотношении
компонентов, мас. %:
оксид магния
1-5
нитрид кремния
5-10
диоксид кремния
1-5
силикатное связующее
15-20
5-10
γ-гидроксид алюминия
оксид алюминия
остальное.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый состав пасты для
соединения керамических изделий отличается от известного введением новых компонентов - γ-гидроксида алюминия и диоксида кремния, исключением поливинилового спирта
при значительном уменьшении содержания дорогостоящего нитрида кремния. Таким образом, заявляемое решение соответствует критерию "новизна". Анализ известных составов паст показал, что введенные в заявляемый состав вещества известны, но их
применение в этих пастах в сочетании с другими компонентами не обеспечивает пастам
такие свойства, которые они проявляют в заявляемом решении, а именно значительное
снижение температуры обжига, повышение термостойкости, увеличение адгезии к металлам, углероду и карбидам. Таким образом, заявляемый состав пасты соответствует критерию "существенные отличия".
γ-гидроксид алюминия является активным компонентом, имеет развитую поверхность,
тем самым увеличивает адгезионные свойства пасты. Компоненты пасты недефицитны, их
стоимость невысока [5].
Примеры выполнения.
Для получения пасты были приготовлены смеси на основе порошков оксида алюминия, содержащие 0,5, 1, 3, 5, 6 мас. % оксида магния; 4, 5, 7, 10, 12 мас. % нитрида кремния; 0,5, 1, 3, 5, 6 мас. % оксида кремния; 12, 15, 20, 22 мас. % силикатного связующего; 4,
5, 8, 10, 12 мас. % γ-гидроксида алюминия. В качестве силикатного связующего используется раствор Na2SiO3. Из подготовленных смесей были сформованы образцы для испытания на сжатие, а также паста использована для соединения фрагментов разрушившейся
термоизоляционной керамики высокотемпературных печей. Половина изделий подверга2
BY 12533 C1 2009.10.30
лась сушке в сушильном шкафу при температуре 700 °С. Половина высушивалась на воздухе при комнатной температуре.
В таблице приведены сравнительные данные испытаний пасты с различным соотношением ингредиентов и известных паст.
Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в том, что паста заявляемого состава имеет более высокую термостойкость, не требует дополнительной термообработки, в ее составе отсутствуют дорогие импортируемые компоненты.
Дополнительный технический эффект достигается за счет повышения прочностных
характеристик материала пасты и повышенной адгезионной активности к соединяемым
поверхностям. Проведены испытания по определению прочности соединения (схватывания) заявляемой пасты с металлами и графитовыми поверхностями. Испытания, проведенные методом на срез, подтвержденные металлографическими исследованиями шлифов
и морфологией изломов, показали высокую прочность соединения для пасты с заявляемыми компонентами [6].
Применение данной пасты, имеющей высокую прочность, адгезионноактивной к металлическим и неметаллическим материалам, не требующей температурной обработки,
позволит существенно снизить энергозатраты, что является важным фактором в определении конкурентоспособности заявляемой пасты.
Таблица свойств
Свойства
Теплостойкость
(1150 °С, количество теплосмен на воздухе)
Теплостойкость
(1300 °С, количество теплосмен на воздухе)
Электросопротивление,
Ом·см
Прототип,
мас. %
MgO - 1-5
Al2O3 - 5-10
ПВС - 5-10
СС - 20-30
Si3N4 остальное
110-120
70-72
1010-1011
Заявляемая паста
I
II
III
IV
V
110 120 130 132 140 142 145 145 110 112
72
70
72
75
82
85
87
90
75
70
1010 1010 1010 1011 1010 1011 1010 1011 1010 1010
Температура обжига, °С
800
на
100 воз- 100
духе
Предел прочности на
сжатие, МПа
90
100 100 125 123 124 130 130 140 105 100
№
I
II
III
IV
V
*
MgO
0,5
1
3
5
6
Si3N4
4
5
7
10
12
SiO2
0,5
1
3
5
6
СС - силикатное связующее.
3
-
на
на
на
100 воз- 100 воз- 100 воздухе
духе
духе
СС*
12
15
18
20
22
γ-Аl2O3
4
5
8
10
12
Остальное
Аl2O3
BY 12533 C1 2009.10.30
Источники информации:
1. Словарь-справочник по новой керамике. - Киев: Наукова думка, 1991. - С. 252, 256.
2. SU 435215 // БИ № 2. - 1976.
3. SU 420596 // БИ № 11. - 1974.
4. SU 1622346, 1991 (прототип).
5. Мазалов Ю.А. и др. Перспективы применения нанокристаллических оксидов и гидроксидов алюминия // Технология металлов. - Москва. - № 1. - 2008. - С. 4.
6. Санжаровский А.Т. Методы определения механических и адгезионных свойств покрытий. - М.: Наука, 1974. - С. 102-105.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
84 Кб
Теги
патент, by12533
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа