Вогнетривка маса для з’єднання керамічних виробів з нітриду алюмінію

Винахід відноситься до області порошкової металургії і може бути використаний для з'єднання керамічних виробів із нітриду алюмінію та ліквідації дефектів у ви гляді тріщин в виробах. Відома вогнетривка маса, що містить, мас. %: нітрид алюмінію 30,0-50,0; оксид алюмінію 1,0-10,0; алюмохромфосфатне зв'язуюче (АХФЗ) 5,0-25,0; нітрид бору 15,0-64,0 (Авторское свидетельство СССР №658116, кл. С04В35/58, 1976). Недоліками цієї маси є її відносно низька термостійкість, а також те, що вона не забезпечує достатньої міцності при з'єднанні керамічних виробів із нітриду алюмінію. Найбільш близьким технічним рішенням до винаходу, що заявляється, є вогнетривка маса для з'єднання керамічних виробів, що містить, мас. %: нітрид алюмінію 15,0-25,0; алюмохромфосфатне зв'язуюче 18,0-26,0; оксид цирконію 5,0-30,0; нітрид бору 19,0-62,0 (Авторское свидетельство СССР №920049, кл. С04В35/58, 1982). Ця маса не забезпечує достатньої міцності при з'єднанні керамічних виробів із нітриду алюмінію. В основу винаходу поставлена задача створення вогнетривкої маси, яка забезпечує підвищену міцність при з'єднанні керамічних виробів з нітриду алюмінію. Поставлена мета досягається тим, що вогнетривка маса для з'єднання керамічних виробів із нітриду алюмінію, яка включає нітрид алюмінію, алюмохромфосфатне зв'язуюче, оксид цирконію додатково містить гідрид титану в такому співвідношенні компонентів, мас. %: алюмохромфосфатне зв'язуюче -22,0-32,0 оксид цирконію -10,0-30,0 гідрид титану -10,0-20,0 нітрид алюмінію - решта Використання алюмохромфосфатного зв'язуючого забезпечує, завдяки його поверхневій активності, формування суцільної клеючої плівки між поверхнями виробів з нітриду алюмінію. Крім того, в результаті взаємодії гідриду титан у з ортофосфорною кислотою по схемі: 3ТiН4+4Н3РO4 ® Ті3(РO4) 4+12Н2 ­ Тi3(РO4) 4 ® 3ТiO2+2Р2O 5 ­ в зону реакції вноситься сировинний компонент (ТіО3) в активній формі. В результаті взаємодії оксидів цирконію та титану утворюється легкоплавка евтектика, яка сприяє процесу утворення нових як кристалічних, так і склоподібних речовин, що характеризуються високою міцністю та термічною стійкістю. Для отримання вогнетривкої маси готують суміші, які містять (мас. %): алюмохромфосфатне зв'язуюче 22,0-32,0; нітрид алюмінію 18,0-58,0; оксид цирконію 10,0-30,0;гідрид титану 10,0-20,0. Перед з'єднанням керамічних виробів з нітриду алюмінію їх поверхню піддають шабруванню для створення шершавості з метою забезпечення умов для кращого скріплення вогнетривкої маси з поверхнею виробу. Після підготовки таким чином поверхні виробів на них наносять вогнетривку масу. Кількість зв'язуючого в вогнетривкій масі не повинна бути меншою, ніж 22мас. %, тому що в такому випадку вироби з нітриду алюмінію недостатньо змочуються масою, що призводить до утворення «сухи х» контактів і, як наслідок, до зниження міцності з'єднання. При вмісті зв'язуючого в вогнетривкій масі понад 32мас. % спостерігається збільшення пористості, що призводить до зниження міцності з'єднання. Вироби нагрівають в печі до температури 1673К зі швидкістю 1К/хв, при 1673К роблять витримку 2год. В табл.1 наведені дані з міцності з'єднання керамічних виробів з нітриду алюмінію, запропонованою та відомими масами. Вимірювали міцність з'єднання виробів із спеченого нітриду алюмінію з пористістю 10%. Таблиця Властивості Вміст компонентів, мас. % Міцність з'єднання (опір відриву), МН/м 2 1 A1N 15,0 АХФЗ 18,0 BN 62,0 ZrCb 5,0 2 A1N 20,0 АХФЗ 24,0 BN 40,0 ZrOz 16,0 3 A1N 25,0 АХФЗ 26,0 BN 19,0 Zr02 30,0 5,3 6,2 5,7 ' Склад, № 4 5 A1N A1N 15,0 18,0 АХФЗ АХФЗ 33,0 32,0 Zr02 Zr02 31,0 30,0 ТІН4 ТІН4 21,0 20,0 9,9 11,0 6 A1N 38,0 АХФЗ 27,0 Zr02 20,0 ТІН4 15,0 7 A1N 58,0 АХФЗ 22,0 Zr02 10,0 ТІН4 10,0 8 A1N 61,0 АХФЗ 21,0 Zr02 9,0 ТІН4 9,0 11,6 11,3 10,3 Як видно з таблиці, запропонована вогнетривка маса утворює більш міцне з'єднання керамічного матеріалу з нітриду алюмінію, ніж відома.