DD266796A1 - Keramischer werkstoff - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der anorganischen Werkstoffe, z. B. in der Feuerfestindustrie, der Energetik, der Metallurgie und betrifft z. B. Tiegel und Duesen fuer das Giessen aggressiver metallischer Legierungen, Rohrleitungen zum Ueberfuehren von Schmelze und Verdampferelementen. Die Aufgabe der Erfindung, eine guenstige Zusammensetzung des keramischen Werkstoffs zur Erreichung der Zielstellung anzugeben, wird mit einem keramischen Werkstoff, der Aluminiumoxid und Bornitrid enthaelt, erfindungsgemaess dadurch geloest, dass er weiterhin Siliziumkarbid und Yttriumoxid oder Magnesiumoxid bei folgendem Verhaeltnis der Komponenten in Massenanteilen enthaelt:Aluminiumoxid50-85Yttriumoxid (Magnesiumoxid) 2-10Siliziumkarbid 5-35Bornitrid 3-20.Ein solcher keramischer Werkstoff hat eine erhoehte Bestaendigkeit gegenueber Temperaturwechsel und Schmelzen auf der Basis von Eisen bei Temperaturen von 1 400-1 600C sowie eine erhoehte Lebensdauer.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf das Gablet der anorganischen Werkstoffe, z. B. in der Feuerfostindustrie, der Enorgotik, der Metallurgie und betrifft z, B. Tiegel und Düsen für das Gießen aggressiver metallischer Legierungen, Rohrleitungen zum Überführen von Schmölze und Verdampferelemonto.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik Bekannt sind kornmische Werkstoffe, die Aluminiumoxid, Bornitrid und Aluminiumnitrid enthalten (SU 321511). Nachteile solcher Werkstoffe sind ihre rolativ geringe Temperaturwechselboständlgkoit beim Abschrecken in Wasser, die relativ

rvadriye chemische Beständigkeit gegenüber Schmolzen auf der Basis von Eisen sowie auch die relativ niedrigo Haltbarkeit,

Ziel der Erfindung

Ziel Jer Erfindung if t es, dio Bestör.digkolt keramischer Werkstoffe gegonüborTemporaturwechsel und Schmolzon auf der Basis von £ sen bei Temperaturen von 1400-1600°C zu verbessern und die Lebensdauer von Erzeugnissen aus keramischen Werkstoffon zu erhöhen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine günstige Zusammensetzung des keramischen Werkstoffes zur Erreichung der Zielstellung anzugeben.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch einen keramischen Werkstoff, der Aluminiumoxid und Bornitrid enthält, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß er weiterhin Siliziumkarbid und Yttriumoxid oder Magnesiumoxid bei folgendem Verhältnis der Komponenten in Massenanteilen enthält:

Aluminiumoxid	50-85
yttriumo;:!d (Magnesiumoxid)	2-10
Siliziumkarbid	5-35
Bornitrid	3-20.

Ausiui'rungsbelsplele

Beispiel 1-10

Aluminiumoxidpulvor mit einor mittleren Teilchengröße von 3-ομηι, Siliziumkarbid mit einer mittleren Teilchengröße von

3-5μητι, Yttriumoxidpulver oder Magnesiumoxidpulver mit einer mittleren Teilchengröße von 3-5μηι und Bornitridpulver miteiner mittleren Teilchengröße von 5-10μητι werden zusammen in elnor Kugelmühle 40h gemischt. Die Massenanteilo dor

Einzelkomponenten sind Tabelle 1 zu ontnohmon. Nach dem Mischen werden aus dem Gemenge Rohlinge gepreßt und diese gesintert. Die so erhaltenen Keramischon Werkstoffe

erreichen, entsprechend ihrer Zusammensetzung, die ebenfalls in Tabelle 1 angegobenen Weite für die Wechselwirkung mit

Schmelzen auf der Basis von Eisen, Temperaturwecli^elboständigkeit (TWB), Biegebruchfestigkeit, Druckfestigkeit und Porosität. Zur Erprobung der Wechselwirkung mit Schmelzen aui'der Basis von Elsen werden Proben der Abmessungen4 χ 4 χ 25mm

verwendet, die In eine Schmelze auf der Basis von Eisen bei Temperaturen von 1400-1800°C eingebracht und darin 30minbelassbn werden.

Die Temperaturwechselheständigkeit wird an zylindrischen Proben mit einem Durchmesser von 10mm und einer Höhe von

10mm gemessen. Dnbel wird die maximale Anzahl der Temporaturwechsel ermittelt, die eine Probe bis zur Zerstörung aushalt,beim Abschrecken in vVasser, von einer Temperatur von 125O⁰C auf 1O⁰C. Zur Prüfung der ßiegobruchfestlgkeit worden Probender Abmessungen 4 χ 4 x 25mm verwendet, die einem Vierpunktbiegeversuch in der Prüfmaschine „Instron" unterzogenworden.

Die Prüfung auf einachsigen Druck wird an Proben der Abmessung 4 χ 4 χ 12mm in der Prüfmaschine „Instron"

vorgenommen.

Das Beispiel 0 beschreibt den bekannten Stand der Technik. Tabelle 1

Lfd. Nr.	Gehalt dor Komponenten in Massonanteilon AI2O, BN ΛΙΝ SIC Y2O3 MgO	20	20	—	—	—	Wochsolwir- kungmit Schmelzen auf dor Ba sis von Elsen	TWB	Blogo- bruch- fostig- koit InMPa	Druck festigkeit in MPa	Porosität in%
O	60	5,00	—	8,00	2,00	—	vorhanden	3-5	28	89	20
1	85,00	5,00	--	8,00	—	2,OC	koino	11-12	81	280	18
2	85,00	3,00	--	10,00	6,00	—	keine	11-12	78	275	18
3	81,00	13,10	—	5,00	5,70	—	koino	15-17	82	280	18
4	76,20	7,15	—	14,30	7,15	—	keine	11-12	77	252	19
5	71,40	7,15	—	14,30	—	7,15	koino	12-14	75	255	iq
6	71,40	4,BO	—	22,50	10,00	—	koino	12-14	73	250
7	63,00	4,50	—	22,50	—	10,00	keine	16-17	71	243	2(
8	63,00	20,00	--	12,00	8,00	—	koino	16-17	68	240	20
9	60,00	10,80	_.	35,00	4,20		keine	15-18	73	247	19
10	50,00	keine	16-18	48	153	21

Claims (1)

1. Keramischer Werkstoff, der Aluminiumoxid und Bornitrid enthält, dadurch gekennzeichnet, daß er weiterhin Siliziumkarbid und Yttriumoxid oder Magnesiumoxid bei folgendem Verhältnis der Komponenten in Massenanteilen enthält:

   Aluminiumoxid 50-85

   Yttriumoxid (Magnesiumoxid) 2-10
   Siliziumkarbid 5-35

   Bornitrid 3--20.