Спосіб отримання керамічних евтектичних порошків на основі карбіду бору методом відцентрованого плазмового розпилення

Реферат: Спосіб отримання керамічних евтектичних порошків на основі карбіду бору методом відцентрового плазмового розпилення включає дозування, змішування та пресування суміші вихідних порошків В4С і ТіВ2 у співвідношенні 65 мас. % В4С і 35 мас. % ТіВ2, спікання та подрібнення заготовок. Спікання заготовок здійснюють при температурі 1400-1600 °C у вакуумному середовищі, а потім подрібнюють відцентровим плазмовим розпиленням. UA 99563 U (12) UA 99563 U UA 99563 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі матеріалознавства, а саме отримання евтектичних керамічних порошків на основі карбіду бору, і може бути використана для виготовлення керамічного, абразивного, ріжучого інструменту і конструкційної кераміки. Відомий "Спосіб очистки від домішок та вирощування монокристалів тугоплавких матеріалів", який полягає в переміщенні вузької розплавленої зони через тверду високооднорідну заготовку. Вирощування монокристалів проводять із пористих пресовок, сформованих із суміші порошків тугоплавкого матеріалу і розчинника домішок з температурою плавлення більш низькою, ніж температура плавлення тугоплавкого матеріалу, а процес плавки проводять так, що розчинник домішок переміщується по порових каналах перед фронтом плавлення заготовки, перекристалізовує окремо взяті частинки порошку тугоплавкого матеріалу.[1]. Недоліками цього способу є неоднорідність механічних та електричних властивостей та використання низькопродуктивної технології безтигельної зонної плавки. Найбільш близьким за технічною суттю до запропонованої корисної моделі є "Спосіб отримання керамічних полікристалічних матеріалів на основі карбіду бору методом електророзрядного спікання", який полягає в тому, що проводять дозування вихідних керамічних порошків карбіду бору (В4С) і дибориду титану (ТіВ2), змішування, пресування вихідної суміші. Окрім цього одержують евтектичний сплав В4С-ТіВ2 методом безтигельної зонної плавки, після чого подрібнюють одержаний керамічний евтектичний матеріал механічним способом з використанням кульового млина. Для видалення продуктів намолу проводиться магнітна сепарація [2]. Недоліками цього способу є те, що для отримання керамічних евтектичних порошків на основі карбіду бору використовується складна багатоступенева, і, як наслідок, малопродуктивна, технологія безтигельної зонної плавки. Крім цього під час механічного подрібнення утворюються домішки у вигляді намолу, які потребують додаткової операції очистки методом магнітної сепарації. В основу корисної моделі поставлена задача розробити спосіб отримання керамічних евтектичних порошків на основі карбіду бору методом відцентрового плазмового розпилення. Поставлена задача вирішується тим, що в заявленому способі дозують, змішують та пресують вихідні порошки В4С і ТіВ2 у співвідношенні 65 мас. % В4С і 35 мас. % ТіВ2, спікають та подрібнюють заготовки, новим є те, що спікають заготовки при температурі 1400-1600 °C у вакуумному середовищі, а подрібнюють - відцентровим плазмовим розпиленням. Спосіб реалізується наступним чином. Проводять дозування вихідних керамічних порошків В 4С і ТіВ2, змішування та пресування вихідної суміші. Одержані спресовані заготовки діаметром 30 мм і висотою 50 мм спікають при температурі 1400-1600 °C у вакуумному середовищі. Отримані спечені заготовки подрібнюють відцентровим плазмовим розпиленням і отримують готовий керамічний евтектичний порошок В4С-ТіВ2. Відцентрове розпилення проводять на плазмовій установці створеній в Інституті електрозварювання ім. Е.О. Патона. В залежності від швидкості обертання заготовки змінюється розмір та структура отриманих порошків. Заготовки розпилюють при напруженні плазмової дуги - 38-40 В, силі струму 450-470 А та частоті обертання 7000-7100 об/хв. Як захисні гази використовують аргон та азот, а плазмоутворюючі - аргон або азот або суміш цих газів (50:50). Приклад. Як вихідні матеріали для отримання керамічних евтектичних порошків використовують порошок карбіду бору (В4С) і дибориду титану (ТіВ2) чистотою 98 мас. % у співвідношенні 65 мас. % В4С і 35 мас. % ТіВ2. Змішування суміші проводять з додаванням етилового спирту за допомогою магнітної мішалки. Перед пресуванням у суміш вводять пластифікатор у вигляді 2,5 %-го водного розчину полівінілового спирту. Формування заготовок діаметром 30 мм і висотою 50 мм здійснюють на гідравлічному пресі під тиском 300 МПа. Після пресування заготовки сушать при температурі 100 °C протягом 10 год. у вакуумній сушильній шафі. Спікання заготовок проводять у шахтній вакуумній печі при температурі 1400-1600 °C з часом ізотермічної витримки 1 год. Після спікання заготовки подрібнюють відцентровим плазмовим розпиленням та отримують керамічний порошок евтектичного сплаву В4С-ТіВ2 з розміром частинок 50-500 мкм. Мікроструктура частинок отриманого порошку представляє собою матрицю з карбіду бору, армовану включеннями дибориду титану з поперечним розміром включень 0,2-0,5 мкм. Джерела інформації: 1. Патент України № 30026А, "Спосіб очистки від домішок та вирощування монокристалів тугоплавких матеріалів" С30В 13/02, 7/00, опубл. 15.11.2000 1 UA 99563 U 2. Патент України № 87076, "Спосіб отримання керамічних полікристалічних матеріалів на основі карбіду бору методом електророзрядного спікання" С01В 35/00, С04В 35/64, С04В 7/00, С30В 17/00, опубл. 27.01.2014 5 10 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб отримання керамічних евтектичних порошків на основі карбіду бору методом відцентрового плазмового розпилення, що включає дозування, змішування та пресування суміші вихідних порошків В4С і ТіВ2 у співвідношенні 65 мас. % В4С і 35 мас. % ТіВ2, спікання та подрібнення заготовок, який відрізняється тим, що спікання заготовок здійснюють при температурі 1400-1600 °C у вакуумному середовищі, а потім подрібнюють відцентровим плазмовим розпиленням. Комп’ютерна верстка О. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут інтелектуальної власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2