Композиционный материал для высокопрочной керамики и способ его получения
Использование: для изготовления высокопрочных керамических изделий. Сущность изобретения: материал включает в мас.%: твердый раствор оксида железа и диоксида циркония 85-92, моноклинный диоксид циркония 8-15. Твердый раствор содержит 5,9-27,1 мас.% оксида железа. Материал получают разложением водных растворов нитратов циркония и железа в низкотемпературной плазме. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
Изобретение относится к композиционному материалу на основе твердого раствора оксида железа и диоксида циркония, применяемому для изготовления высокопрочных керамических изделий, и способу его изготовления.
Известна шихта для изготовления керамических изделий, содержащая стабилизированный диоксид циркония в количестве 90-98 вес. и оксид железа в количестве 2-10 вес. [1] Недостатком шихты является применение дефицитных и дорогостоящих добавок для стабилизации диоксида циркония. Наиболее близким к заявленному является керамический материал на основе твердых растворов системы: диоксид циркония оксид иттрия оксид железа, содержащий 1,5 мас. оксида иттрия и 1,5 мас. оксида железа [2] Недостатком этого материала также является содержание в его составе дорогостоящего компонента оксида иттрия. Кроме того, обжиг керамических изделий, сформированных из указанного материала, необходимо проводить в атмосфере кислорода для того, чтобы не допустить снижения их прочности [3] что в целом усложняет процесс изготовления изделий. Известен способ получения керамического материала на основе твердого раствора оксида иттрия, оксида железа и диоксида циркония совместным осаждением компонентов из водных растворов хлоридов соответствующих металлов аммиаком с последующей прокалкой порошков и их измельчением в шаровой мельнице мокрого помола с железными шарами. Молотый материал промывали соляной кислотой с последующей декантацией дистиллированной водой [2,3] Полученный материал в виде суспензии направляли на формирование изделий, их обжиг и шлифование. Недостатком этого способа является многостадийность процесса и длительность отдельных операций (например, измельчение в шаровой мельнице происходит в течение 60 ч [3]). Наиболее близким к заявляемому способу является способ получения тонкоизмельченных огнеупорных окислов в плазменном струйном реакторе, включающий нагрев при 3000-12000oC паров солей по крайней мере одного компонента из группы: Si, Ti, Al, Zr, Fe и Sb со смесью кислорода с воздухом (прототип способа)[4] Однако этот способ не обеспечивает получения композиционного материала с высокими прочностными характеристиками. Задачей изобретения является создание композиционного материала для высокопрочной керамики без дорогостоящих и дефицитных стабилизирующих добавок и разработка способа его получения. Поставленная задача решается тем, что композиционный материал для высокопрочной керамики на основе твердого раствора оксида железа и диоксида циркония, включающий моноклинный диоксид циркония, имеет следующий состав, мас. твердый раствор оксида железа и диоксида циркония 85-92 моноклинный диоксид циркония 8-15 при этом твердый раствор содержит 5,9 27,1 мас. оксида железа. Размер частиц материала не превышает 0,8 мкм. Поставленная задача решается также тем, что в способе получения композиционного материала, включающем высокотемпературное разложение солей циркония и железа в низкотемпературной плазме, разложению подвергают распыленные водные растворы нитратов циркония и железа. Композиционный материал, состоящий из твердого раствора оксида железа и диоксида циркония и моноклинного диоксида циркония, получают следующим образом. Готовят исходный водный раствор нитратов циркония и железа в заданном соотношении. Водный раствор распыляют в поток низкотемпературной воздушной плазмы. В результате разложения распыленного раствора в условиях низкотемпературной плазмы образуется тонкодисперсный порошок композиционного материала заданного состава. Порошок выделяют из газового потока в пылеулавливающей системе, снабженной сепарирующим устройством. Плазменная обработка исходного раствора позволяет получить композиционный материал с высоким содержанием оксида железа в твердом растворе. В процессе экспериментальных исследований получен материал с содержанием оксида железа в твердом растворе до 27,1 мас. Для дальнейших испытаний использованы партии материала состава: твердый раствор оксида железа и диоксида циркония (с содержанием оксида железа в нем 5,5-27,1 мас.) 80-92 мас. моноклинный диоксид циркония 8-20 мас. Для изготовления образцов керамических изделий из каждой партии полученного порошка были отобраны фракции с размером частиц![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/8773.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
Формула изобретения
1. Композиционный материал для высокопрочной керамики на основе твердого раствора оксида железа и диоксида циркония, включающий моноклинный диоксид циркония, отличающийся тем, что он имеет следующий состав, мас. Твердый раствор оксида железа и диоксида циркония 85 92 Моноклинный диоксид циркония 8 15 при этом твердый раствор содержит 5,9 27,1 мас. оксида железа. 2. Материал по п.1, отличающийся тем, что имеет размер частиц не более 0,8 мкм. 3. Способ получения композиционного материала, включающий высокотемпературное разложение солей циркония и железа в низкотемпературной плазме, отличающийся тем, что разложению подвергают распыленные водные растворы нитратов циркония и железа.РИСУНКИ
Рисунок 1
Похожие патенты:
Высокопрочный керамический материал // 1701705
Изобретение относится к области получения конструкционной керамики, например инструмента для обработки металлов давлением, деталей подшипников, имплантантов для фиксации зубных коронок
Способ получения жаростойкого вяжущего // 1685895
Изобретение относится к огнеупорным мат риапам и может быть использовано при изготовлении высокоогнеупорных изделий, Haiotirv8i
Электропроводное изделие // 1661164
Изобретение относится к области электротехники, в частности к изделиям, предназначенным для работы в датчиках контроля сжигания топлива в автомобильных двигателях
Изобретение относится к производству огнеупорных материалов и может быть, использовано дли нанесения пористых покрытий на твердые электролиты, служащие чувствительными элементами датчиков высокотемпературных газоанализаторов
Шихта для получения керамического материала // 1346630
Изобретение относится к получению огнеупорных изделий на основе оксида циркония, работающих в условиях высоких температур с ее резкими перепадами, и направлено на повышение устойчивости к расплаву стали и термостойкости при сохранении механической прочности
Керамический материал // 1278342
Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть использовано для изготовления высокопрочных керамических изделий
Шихта для получения кермета // 1271851
Изобретение относится к металлскерамическим материалам, способным работать в условиях частых теилосмен
Керамический материал // 1231040
Шихта для получения огнеупорных изделий // 1209667
Способ получения циркониевой керамики // 2104985
Изобретение относится к порошковой металлургии, а более точно касается способов получения циркониевой керамики, и может быть использовано в производстве высокопрочных конструктивных и инструментальных материалов и изделий, например волочильных инструментов
Изобретение относится к способам изготовления высокоплотной керамики для твердого электролита на основе диоксида циркония с небольшими добавками оксида алюминия, получаемого химическим осаждением из растворов хлористых солей циркония и алюминия
Изобретение относится к способу изготовления керамики на основе диоксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия, с небольшими добавками фторидов натрия и калия, получаемого химическим осаждением из растворов солей
Изобретение относится к композитной мишени в форме стержня, образованной из керамических порошков и предназначенной для испарения под действием электронного луча, содержащей диоксид циркония и по меньшей мере один стабилизатор диоксида циркония
Изобретение относится к области получения огнеупорных и керамических изделий на основе циркона и может быть использовано в машиностроении, авиационной и электротехнической промышленности
Способ изготовления износостойкой керамики // 2411217
Изобретение относится к способу изготовления износостойкой керамики на основе диоксида циркония, частично стабилизированного оксидом иттрия, и может быть использовано при изготовлении деталей трибологического применения в качестве фильер, волок, подшипников и т.д
Изобретение относится к способам получения микро- и нанопористой керамики и может быть использовано в машиностроении, химической промышленности, энергетике для получения фильтрующих материалов, носителей катализаторов и компонентов пористых систем со специальными свойствами
Оксид циркония и способ его получения // 2442752
Изобретение относится к порошкообразному оксиду циркония, способу его получения, а также применению в топливных ячейках, в частности для получения электролитных субстратов для керамических топливных ячеек
Шихта для керамического материала на основе оксидов циркония и алюминия и нитрида циркония // 2455261
Изобретение относится к керамическому материаловедению, в частности к получению керамического материала на основе тугоплавких бескислородных и оксидных соединений, характеризующегося высокой прочностью и трещиностойкостью, и может быть использовано для изготовления режущего инструмента, в нефте- и газодобывающей промышленности (клапанные устройства и уплотнительные кольца насосов), при изготовлении сопловых насадок для пескоструйных аппаратов и распылителей химических растворов