Спосіб виготовлення проникних карбідкремнієвих виробів

Спосіб виготовлення проникних карбідкремнієвих виробів, який включає виготовлення шлікеру на основі порошку тугоплавкого наповнювача, спікаючої добавки і розчину зв'язуючого, що полімеризується, просочення цим шлікером полімерної 3 Модифікування порошку SiC при подрібненні елементоорганічною речовиною створює прекурсори вуглецю для синтезу нанорозмірного  -SiC, що армують матрицю стінок пор із  -SiC при випалі. Після повторного просочення відливки, що пройшла крізь валки і була висушена при температурі 85-90 °C, шлікером на основі порошку SiC та гідролізату етилсилікату, модифікованого органічною речовиною, що полімеризується, дає можливість створити на поруватих стінках пор шар із більш великою пористістю, ніж матеріал корпусу фільтра, що утворюється після вигоряння полімерної матриці при випалі виробу. Повторне просочення вказаним шлікером на основі порошку карбіду кремнію і розчину гідролізату, який модифікований органічною речовиною, зміцнює матеріал стінок фільтра завдяки одночасному золь-гель переходу продуктів гідролізу етилсилікату та модифікуючої добавки органічної речовини. Це зміцнює фільтри як при кімнатній температурі, так і після сушіння при температурі 100-120 °C, забезпечує транспорт виробів і зменшує брак до і після випалу при температурі 13501450 °C. Створена структура має підвищені фізико-механічні характеристики ще й завдяки самоармуванню матриці із  -SiC нанорозмірними частинами  -SiC. Запропонований спосіб забезпечує позитивний результат завдяки тому, що при просоченні полімерної матриці шлікером на основі модифікованого елементоорганічною речовиною порошку карбіду кремнію менше 1 мкм, спікаючої добавки AL2O3 та розчину гідролізату етилсилікату та сушінні прокатаної крізь валки відливки при темпе 62620 4 ратурі 85-90 °C створюється остов карбідкремнієвого фільтра, який ущільнюється шляхом повторного просочення шлікером на основі порошку карбіду кремнію і гідролізату етилсилікату, який модифіковано органічною речовиною, що полімеризується, завдяки тому, що матеріал на основі  -SiC армується наночастинами  -SiC, які синтезуються при термообробці гелю при температурі 1350-1450 °C, а в поверхневому шарі стінок пор утворюється більш порувата структура. При роботі фільтра вони будуть забиватися вуглецем із вихідних газів. Карбід кремнієвий фільтр регенерується, не руйнуючи своєї структури, що забезпечує багаторазове його використання. Використання запропонованого способу виготовлення проникних карбідкремнієвих виробів дозволяє одержувати ефективні проникні SiC матеріали високої термостійкості, що можна регенерувати. Конкретні приклади способу виготовлення та властивості проникних карбідкремнієвих фільтрів вказано в таблиці. 5 62620 6 Таблиця. Спосіб виготовлення SiC проникних матеріалів та їх властивості № Найменування п/ показників п Виготовлення фільтра: 1. Приготування шлікеру І складу - тугоплавкий наповнювач; 1 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 1. 2. 3. 4. Показники Позамежеві 1 2 3 Позамежеві Прототип + + + + + + SiC SiC SiC SiC SiC 1 мкм АL2О3, AL2O3, AL2O3, AL2O3, - спікаюча АL2О3, модифімодифікований модифікований модифікований модифікований добавка; кований ETC ETC ETC ETC ETC - розчин розчин розчин розчин гідролірозчин розчин гідролізв'язуючого, що зату гідролізату зату гідролізату гідролізату полімеризується Просочення Полімерної матриці + + + + + шлікером і складу Прокатка крізь + + + + + валки Сушіння, °C 75 80 90 85 95 Приготування шлікеру II складу: - тугоплавкий SiC SiC SiC SiC SiC наповнювач Повторне просочення заготовки Сушіння, °C 90 100 110 120 130 Витримка, год. 10 18 24 30 36 Випал заготов1300 1350 1400 1450 1500 ки фільтра, °C Властивості: Пористість, % 45,20 45,00 43,00 40,00 38,00 Проникність, 4,80 4,80 5,00 4,30 4,10 -5 10 мкм Термостійкість, цикли >50 >50 >50 >50 >50 (1000С – повітря) Міцність на 5,40 5,60 5,70 5,50 5,00 стиск, МПа Як видно із таблиці, запропонований спосіб забезпечує створення проникного матеріалу для виготовлення фільтрів, що можна регенерувати. Висока експлуатаційна характеристика матеріалу фільтрів забезпечується в результаті створення міцних стінок проникних пор остова фільтра та можливості багаторазового використання їх для очистки вихідних газів. Найкращі показники одержано при використанні параметрів синтезу за прикладом 2. Приклад 2. Для виготовлення проникного SiC матеріалу для фільтрів полімерну матрицю спочатку просо + + + + + 100 1350 30,00 2,85 >15 3,5 чують шлікером першого складу на основі порошку SiC, що модифіковано елементоорганічною речовиною, менше 1 мкм, спікаючої добавки AL2O3 та розчину гідролізату етилсилікату, прокатують насичену полімерну матрицю через валки, просушують при температурі 90 °C, після чого знову просочують шлікером іншого складу на основі порошку SiC та розчину гідролізату етилсилікату, модифікованого органічною речовиною, що полімеризується, дають цьому зв'язуючому полімеризуватися протягом 24 годин, потім висушують при температурі 100 °C і випалюють при температурі 1450 °C. В результаті одержуємо матеріал із пори 7 стістю 30 %, міцність якого при тиску складає 5,7 МПа. Термостійкість одержаного матеріалу більше 50 циклів (1000 °C - повітря). Запропонований спосіб можна рекомендувати для одержання фільтрів, пристроїв для очищення від вихідних газів в машинобудуванні. Запропонований спосіб виготовлення проникних SiC виробів невідомий із джерел вітчизняної та іноземної інформації, встановлено авторами вперше, що свідчить про відповідність заявленого рішення критеріям новизни. Комп’ютерна верстка Л. Купенко 62620 8 В порівнянні із відомими рішеннями запропонована корисна модель має такі переваги: - забезпечує високу міцність фільтрів; - забезпечується висока термостійкість; - забезпечується регенерація фільтрів; - підвищується термін використання фільтрів. Джерела інформації: 1. Патент України на корисну модель № 7717, БВ № 37,2005 р. 2. Патент РФ № 2294317, Б. "Изобретения. Полезные модели", 2007 г., № 6, с. 395-396. Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601