Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Захисне покриття вуглеграфітових матеріалів, що включає кремній, титан, газотранспортний реагент, яке відрізняється тим, що воно додатково містить хромвмісну суміш і оксид алюмінію при наступному співвідношенні компонентів, мас. %:

хромвмісна суміш (Сr2О3+Аl)

20-22

кремній

7-10

титан

20-25

газотранспортний реагент

1-2

оксид алюмінію

решта.

Текст

Захисне покриття вуглеграфітових матеріалів, що включає кремній, титан, газотранспортний реагент, яке відрізняється тим, що воно додатково містить хромвмісну суміш і оксид алюмінію при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: хромвмісна суміш (Сr2О3+Аl) 20-22 кремній 7-10 титан 20-25 газотранспортний реагент 1-2 оксид алюмінію решта. (19) (21) u200712381 (22) 07.11.2007 (24) 25.02.2008 (72) СЕРЕДА БОРИС ПЕТРОВИЧ, UA, БЄЛОКОНЬ ЮРІЙ ОЛЕКСАНДРОВИЧ, UA, КРУГЛЯК ІРИНА ВАСИЛІВНА, UA, ГАЛОЧКА ВІТАЛІЙ ГРИГОРОВИЧ, UA, ШЕЙКО СЕРГІЙ ПЕТРОВИЧ, UA (73) ЗАПОРІЗЬКА ДЕРЖАВНА ІНЖЕНЕРНА АКАДЕМІЯ, UA (56) 3 Оксид алюмінію інше. Захисне покриття містить баласну добавку оксид алюмінію, що у надзвичайно малому ступені бере участь у реакціях, що протікають при відновленні, але, поглинаючи частину тепла, дозволяє в широких межах регулювати температуру шихти в момент закінчення реакції. Розбавляючи порошкову суміш оксидом алюмінію, можна домогтися зниження максимальної температури процесу до технологічно необхідних температур. Склад для одержання захисного покриття був випробуваний у лабораторних умовах. Хімікотермічна обробка зразків здійснювалася в реакторі відкритого типу в інтервалі температур 9001150°С. Тривалість ізотермічної витримки змінювалася від 30 до 60хв. Вихідним матеріалом був обраний графітовий подовий блок для футеровки алюмінієвих електролізерів марки ПБ5 (зола - 1,4%, пористість - 20%). В якості джерела активних атомів елементів, які насичують суміш, є чисті порошки кремнію і титану, а також оксид хрому, відновлюваного безпосередньо в робочому обсязі тигля алюмінієм. Газотранспортним реагентом може бути використаний йод, баластовою добавкою оксид алюмінію. Дисперсність порошків становить 250-350мкм. Процес проводиться в режимі теплового самозапалювання. Установлено, що у всьому температурнотимчасовому інтервалі поверхневий шар складається із двох фаз: зовнішньої, що представляє собою силіцид титана, і карбідної фази. У процесі нанесення захисного покриття на графіт в останньому частково розчиняється вуглець підкладки, про що свідчить підвищена мікротвердість покриття (Нμ=3500-4800МПа) і утворення в межах розділення з основою карбіду титана товщиною 3-5мкм. Для повного відновлення оксиду хрому відповідно до реакції Сr2О3+Аl=Аl2О3+Сr потрібно 26,2% алюмінію. Отже, мінімальна кількість хромвмісної суміші повинна становити 20% по масі. Збільшення вмісту хромвмісної суміші більше 22% повинне приводити до процесу хромоалітирування. У цьому випадку це небажано, тому що зі збільшенням загальної глибини дифузійного шару зменшується глибина карбідної зони, а отже, знижується зносостійкість матеріалу. Введення в суміш більше 2% йоду приводить до сильного роз'ятрювання поверхні зразка, менш 1% не активізує протікання всіх газотранспортних реакцій. При вмісті титану в суміші менше 20% захисний шар не компенсує втрати титану, пов'язані з розчиненням у рідких металах і електролітах, і не запобігає дифузії компонентів покриття в глибину вуглеграфітових матеріалів. Збільшення вмісту титана більше 25% різко знижує міцність зчеплення шару з підкладкою і приводить до відшаровування покриття від вуглеграфітового матеріалу. При вмісті в суміші менш 7% кремнію пористість матеріалу має вигляд орієнтованих витягнутих порожнин у напрямку росту шару, при 30444 4 10% кремнію пори подрібнюються і здобувають округлий вид. При збільшенні концентрації кремнію в шарі збільшується шорсткість поверхні. Оптимальний состав суміші при температурі 1100°С и витримки 60хв., мас. %: Хромвмісна суміш (Сr2О3+Аl) 20%; Кремній 10%; Титан 25%; Газотранспортний реагент 1%; Оксид алюмінію інше. Вміст титану в поверхні шару становить 47,349,2% і кремнію - 8,4-9,6%. Для одержання порівняльних даних паралельно проводилися випробування відомого захисного покриття отриманого традиційними методами хіміко-термічної обробки. Оцінювали жаро-, термоі корозійну стійкість титаносиліцьованних СВС-покриттів, отриманих при ізотермічній витримці 60хв., і аналогічним дифузійним покриттям (такої ж товщини), що формується при тривалості обробки 6 годин. Отримані зразки використалися як подові блоки для одержання магнію і алюмінію електролізом протягом 24-28 годин. Для зазначених умов випробування швидкість зміни ваги зразка з покриттям становила 0,015-0,028мг/см2·хв, а для відомого значення 0,03-0,038мг/см2·хв. Випробування на корозійну стійкість показали, що корозійна стійкість СВС-покриття в 1,7-1,8 рази вище, ніж покриття, отриманого при дифузійному насиченні. Термоциклування матеріалу по режиму 200↔1350°С 10 циклів не приводить до утворення тендітних зон, мікротріщин і розшарувань на границі розділу покриття-матеріал. Використання пропонованого составу для одержання захисного покриття на вуглеграфітових матеріалах забезпечує в порівнянні з існуючим способом наступні переваги: 1) збільшення жаростійкості вуглеграфітових матеріалів в 1,5-2 рази; 2) збільшення корозійної стійкості вуглеграфітових матеріалів 1,7-1,8 рази; 3) простота технології і технологічного устаткування; 4) практично повна безвідходність виробництва.

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Protective coating for coal-graphite materials

Автори англійською

Sereda Borys Petrovych, Bielokon Yurii Oleksandrovych, Kruhliak Iryna Vasylivna, Halochka Vitalii Hryhorovych, Sheiko Serhii Petrovych

Назва патенту російською

Защитное покрытие углеграфитовых материалов

Автори російською

Середа Борис Петрович, Белоконь Юрий Александрович, Кругляк Ирина Васильевна, Галочка Виталий Григорьевич, Шейко Сергей Петрович

МПК / Мітки

МПК: C25C 3/06

Мітки: матеріалів, покриття, вуглеграфітових, захисне

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/2-30444-zakhisne-pokrittya-vuglegrafitovikh-materialiv.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Захисне покриття вуглеграфітових матеріалів</a>

Подібні патенти