Композиція для вогнетривкого покриття

Корисна модель відноситься до складів для нанесення покрить, які мають вогнетривкі властивості і може бути використана для захисту від корозії конструкційних матеріалів. Відома композиція для вогнетривкого покриття (Al2O3-ZrO2-SiO 2 ternary glasses for molybdenum oxidation barriers. Espino Ana M., Diaz Luis A., Fernandez Adolfo, Torrecillas Ramon, Moya Jose S. J. Amer. Ceram. Soc. 2005 88, №4), що містить оксид алюмінію (АІзОз), діоксид цирконію (ZrOz) та силіційвмістний компонент (SіО2). Готове покриття (%) 90SіO2-5АІ2O 3-5ZrO 2 використовують для захисту молібдену від корозії. Однак, таке покриття не може використовуватись для захисту молібдену від високотемпературної корозії, через значний вміст в ньому модифікацій діоксиду силіцію, які в процесі експлуатації забезпечують фазові перетворення SiO2, а це в свою чергу, призводить до об'ємних змін в покритті. Як наслідок, таке покриття відколюється від металу в процесі експлуатації, тобто адгезійна міцність його є низькою. Одночасно через тріщини при нагріванні проникає кисень, який окисляє підкладку, а це призводить до збільшення втрат маси при нагріванні. В основу корисної моделі поставлене завдання - створення композиції для вогнетривкого покриття, в якій введення нових компонентів забезпечило б утворення більш вогнетривких фаз, що забезпечить збільшення значень адгезійної міцності та зниження втрат маси підкладки при нагріванні. Поставлене завдання вирішується тим, що композиція для вогнетривкого покриття, що містить оксид алюмінію, діоксид цирконію та силіційвмістний компонент, згідно з корисною моделлю, як силіційвмістний компонент вона містить поліметилфенілсилоксановий лак і додатково - оксид мангану при такому співвідношенні компонентів, мас.%: Поліметилфенілсилоксановий лак 24,2-38 Оксид алюмінію 20-50 Діоксид цирконію 24,8-40 Оксид мангану 1-2 Це забезпечує в процесі термообробки поліметилфенілсилоксану утворення високодисперсного аморфного SiO2, який покращує процеси спікання, тобто утворення фаз муліту та циркону і сприяє утворенню зшитої керамічної структури, що в свою чергу призводить до покращення захисних властивостей. При цьому вільного незв'язаного SiO2 не виявлено. Встановлено, що при введенні до даного складу покриття модифікатора - оксиду мангану МnО (2 мас.% від маси оксидів наповнювачів, в даному випадку АІ2О 3, ZrO2) знижується температура силікатоутворення на 80-100°С і покращуються експлуатаційні властивості (втрата маси при нагріванні та адгезійна міцність) за рахунок утворення щільної структури. Для отримання композиції вогнетривкого захисного покриття були використані такі матеріали: Поліметилфенілсилоксановий лак (КО-921), ГОСТ 16508-70 Оксид алюмінію АІ2О3 , ТУ 6-09-426-75 Діоксид цирконію ZrO2, ТУ 6-09-2486-77 Оксид мангану МnО Адгезійну міцність покрить визначали методом відриву дво х кубів розміром 5 х 5 х 5 см при нагріванні їх до відповідних температур на розривній машині МР-0-05. Покриття знаходилось між площинами кубів. Точність визначення ±5%. Втрати маси підкладки при нагріванні визначали методом зміни маси після термообробки зразків з покриттям і без нього. Точність визначення ±5%. Приклади 1-3. Композиції для вогнетривкого покриття вказаних складів (див. табл.1) готували шляхом сумісного диспергування оксиду алюмінію (АІ2О3), діоксиду цирконію (ZrO2) в середовищі поліметилфенілсилоксану в кульовому млині до моменту проходження через сито № 010 80% і більше суспензії. Потім до отриманої композиції вогнетривкого покриття додавали оксид мангану і ретельно перемішували. Суспензію наносили на поверхню зразків методом окунання товщиною 200-400мкм. Випробовування на адгезійну міцність та втрату маси при нагріванні проводили при швидкості нагріву 20°С за хвилину. Таблиця 1 Склади композицій для вогнетривких покрить та результати їх випробувань № п/п Склад для покриття Температура випалу Тип підкладки Сплав силіциду молібдену Карбід кремнію (SiC) (MoSi2) Адгезійна Втрата маси Втрата маси Адгезійна міцність, при при нагріванні, міцність, МПа МПа нагріванні, % % 600 Прототип. 7,2 0,1 6,4 1,1 1200 6,7 1,2 4,4 3,6 1400 1,2 28 2,5 31,2 1. 2. 3. Поліметилфенілсилокса новий лак - 24,2 Оксид алюмінію Аl2О3 - 50 Діоксид цирконію ZrO2 24,8 Оксид мангану MnO -1 Поліметилфенілсилокса новий лак - 30 Оксид алюмінію АІ2O3 - 40 Діоксид цирконію ZrO2 28,5 Оксид мангану МnО-1,5 Поліметилфенілсилокса новий лак – 38 Оксид алюмінію АІ2O3 - 20 Діоксид цирконію ZrO2 - 40 Оксид мангану МnО - 2 600 9,55 0,1 8,03 0,9 1200 7,9 0,4 6,25 0,6 1400 5,1 9.2 7,1 11,6 Приклади складів композицій для вогнетривких захисних покрить і результати випробувань приведені в табл. 1. При випробуванні вогнетривких покрить з позаграничними співвідношеннями компонентів були отриманні незадовільні результати. А саме, при недостатній кількості оксидів (АІ2О 3, ZrO2) не утворюється оптимальний вміст фаз муліту та циркону, які армують покриття і забезпечують бажані експлуатаційні властивості. При перевищенні вмісту поліметилфенілсилоксанового лаку та оксиду-модифікатора МпО утворюється b-кристобаліт, який призводить до пониження температури експлуатації такого покриття (не більше 1000°С). В процесі експлуатації в такому покритті будуть проходити модифікаційні перетворення SiO2, з об'ємними змінами, що погіршує експлуатаційні властивості.