Спосіб виготовлення самотвердіючого покриття для захисту графіту від окиснення

Спосіб виготовлення самотвердіючого покриття для захисту графіту від окиснення, що включає змішування наповнювача з гідролізованим етилсилікатом і добавкою борної кислоти, змішування компонентів, нанесення обмазки на графітову по 3 47486 та поверхнею графіту за допомогою армування наночастинами -SiC та нитковидними кристалами муліту. Технічний ефект забезпечується тим, що в рішенні що пропонується і включає: змішування наповнювача з гідролізованим етилсилікатом і добавкою борної кислоти, нанесення обмазки на графітову поверхню та випал, графітову поверхню спочатку очищають від вуглецевого пилу, нагрівають до температури 45-55 С, обдувають теплим повітрям, після чого на підготовлену поверхню наносять шар обмазки, нанесене покриття висушують на повітрі 20-24 години під плівкою, а потім при температурі 180-200 С, охолоджують, виріб занурюють у золь-гель композіцію на 5-10 хвилин для насичення, сушать під плівкою на повітрі, термообробляють при максимальній температурі 180200 С і далі, в нейтральному середовищі, при максимальній температурі 1300-1400 С, охолоджують зі швидкістю 40-50 С/год. Позитивний результат забезпечується тим, що підігрів та очищення поверхні графітової підложки від вуглецевого пилу сприяють покращенню адгезії покриття і гарантує відсутність графітових крихточок, що виключає їх окиснення і утворення пор в проміжному шарі. Для запобігання дефектів в графітових підложках перший шар покриття насичують золь-гель композицією, яка заповнює не тільки пори нанесеної обмазки, але й проникає у мікродефекти графітового виробу. При термообробці при температурі 1300-1400 С забезпечується спікання покриття за рахунок утворення аморфного кремнезему із зол-гельної композиції та просочуючих композицій, який при взаємодії з -Аl2О3, при температурі 1200 С, синтезується в муліт, при температурі 1100 С утворюються нитковидні кристали муліту, які створюють міцну каркасну структуру, що покращує адгезію та гарантує захист графі 4 ту від окиснення при високих температурах ( 1600 С). Використання запропонованого способу виготовлення самотвердіючого покриття для захисту графіту від окиснення надає можливість одержання щільного і міцного покриття з високою термостабільністю. Спосіби виготовлення покриття представлено в таблиці. Згідно з даними таблиці найкращі властивості має покриття за прикладом 2. Приклад 2. Виготовлення самотвердіючого покриття для захисту графіту від окиснення, що включає змішування наповнювача з гідролізованим етилсилікатом і добавкою борної кислоти, змішування компонентів, нанесення обмазки на графітову поверхню, попередньо очищену теплим повітрям та підігріту до 50 С. Після цього вироби з обмазкою сушать під плівкою 24 години, а потім при температурі 180-200 С, охолоджують та занурюють в золь-гель композицію на 5 хвилин для насичення, далі знову сушать під плівкою на повітрі, термообробляють їх спочатку на повітрі при 180-200 С, а потім в нейтральному середовищі при максимальній температурі 1380-1410 С та остаточно охолоджують зі швидкістю 50 С/год. Графітові вироби, що виготовлені та оброблені згідно запропонованому способу, можна використовувати при температурах не нижче 1600 С, окиснення виробів в декілька разів менше, ніж у прототипа. Запропонований спосіб одержання покриття забезпечує високу адгезію до графітової підложки, міцність покриття на відрив перевищує 17,5МПа. Це надає можливість рекомендувати розроблений спосіб для захисту графіту від окиснення. Таблиця Способи виготовлення самотвердіючого покриття для графіту від окислення захисту Найменування показників Виготовлення: 1 .Змішування компонентів обмазки 2. Очищення поверхні графітової підложки 3. Підігрів графітового вироба, С 4.Очищення підігрітим повітрям 5.Нанесення обмазки 6.Сушіння покриття під плівкою, год. 7.Сушіння при 180-200 С, 8. Охолодження 9.Насичння нанесеного покриття золь-гель композицією, хв. Позамежеві 1 2 Параметри 3 + + + + + 40 Позамежеві Прототип + + + + + + + 45 50 55 60 + + + + + + + + + + + 26 20 24 22 18 + + + + + + + + + 3 10 5 7 15 + 5 47486 6 Продовження таблиці Найменування показників 10.Сушіння під плівкою на повітрі 11 Сушіння на повітрі при 180-200 С 12. Термообробка при 1380- 1410 С в нейтральному середовищі 13.Термообробка при 1380-1410 С на повітрі 14. Охолодження, °С/год.: 1410- 1010 С 1010- 510 С 510- 50 С 1380-1410 С Властивості: Адгезія до графіту, МПа Міцність на відрив, МПа Окиснення (втрата маси при 800 С), % Позамежеві 1 2 Параметри 3 + + + + + + Позамежеві Прототип + + + + + + + + + + + 50 50 50 50 50 80 50 20 6,7 17,1 1,43 7,2 19,0 1,35 7,7 21,7 1,30 6,9 17,5 1,40 6,1 15,7 1,50 5,1 13,7 5,80 Експериментальні зразки графітових виробів із нанесеним покриттям показали високу стійкість в службі, термін використання таких виробів збільшився в 3-5 разів. Зазначений спосіб виготовлення покриттів для захисту графіту від окиснення невідомий з джерел вітчизняної та іноземної інформації, встановлено авторами вперше, що свідчить про відповідність заявленого рішення критеріям новизни. У порівнянні з відомими аналогічними рішеннями запропонована корисна модель має такі переваги: Комп’ютерна верстка А. Крижанівський - забезпечує підвищення адгезії покриття до графітової підложки, а також міцність на відрив від неї; - забезпечує стійкість графітових виробів при експлуатації у повітрі при 1600 С. Джерела інформації: 1.А.С. 1024443 СССР МКИ С04 В 35/48, БВ № 23, 1983 г. 2.А.С. 1060597 СССР МКИ С04 В 35/36, С 04 В 41/06, БВ № 46, 1983 г. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601