CZ288396A3 - Způsob řízení velikosti a počtu pórů samonosných keramických a/nebo kovokeramických těles - Google Patents
Způsob řízení velikosti a počtu pórů samonosných keramických a/nebo kovokeramických těles Download PDFInfo
- Publication number
- CZ288396A3 CZ288396A3 CZ962883A CZ288396A CZ288396A3 CZ 288396 A3 CZ288396 A3 CZ 288396A3 CZ 962883 A CZ962883 A CZ 962883A CZ 288396 A CZ288396 A CZ 288396A CZ 288396 A3 CZ288396 A3 CZ 288396A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- self
- ceramic
- oxide
- bodies
- supporting
- Prior art date
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 43
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 239000011148 porous material Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 15
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims abstract description 9
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 5
- 229910052574 oxide ceramic Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000011224 oxide ceramic Substances 0.000 claims abstract description 5
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 16
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 8
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 8
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 6
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 6
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 5
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 4
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000002386 leaching Methods 0.000 claims description 4
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 4
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 3
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 3
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims description 2
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 2
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical class C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 claims description 2
- -1 itritic oxide Chemical compound 0.000 claims description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 2
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 2
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 claims description 2
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 claims description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims 1
- QDOXWKRWXJOMAK-UHFFFAOYSA-N dichromium trioxide Chemical compound O=[Cr]O[Cr]=O QDOXWKRWXJOMAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 238000007750 plasma spraying Methods 0.000 abstract description 3
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N ceric oxide Chemical compound O=[Ce]=O CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 abstract 1
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 235000010215 titanium dioxide Nutrition 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 26
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 25
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 12
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 12
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 9
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 229910006501 ZrSiO Inorganic materials 0.000 description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 6
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 5
- 239000010431 corundum Substances 0.000 description 4
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001033 granulometry Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 3
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 3
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000012241 calcium silicate Nutrition 0.000 description 2
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 2
- RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N copper;5,10,15,20-tetraphenylporphyrin-22,24-diide Chemical compound [Cu+2].C1=CC(C(=C2C=CC([N-]2)=C(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(N=2)=C(C=2C=CC=CC=2)C2=CC=C3[N-]2)C=2C=CC=CC=2)=NC1=C3C1=CC=CC=C1 RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 2
- JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegermanium Chemical compound [Te]=[Ge] JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004693 Polybenzimidazole Substances 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VRAIHTAYLFXSJJ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical compound [AlH3].[AlH3] VRAIHTAYLFXSJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021486 amorphous silicon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 229920002480 polybenzimidazole Polymers 0.000 description 1
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Description
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu samonosných keramických a/nebo z oxidové keramiky zejména z titaničitého (TiO2), oxidu zirkoničitého (ZrO2), oxidu chromitého (Cr2O3), oxidu hořečnatého (MgO), oxidu itritého (Y2O3), oxidu čeřitého (Ce2O3), oxidu vápenatého (CaO), křemičitanů zirkoničitého (ZrO2.SiO2), křemičitanů vápenatého (CaO.SiO2) a u kovokeramických těles též z kovu vybraného zejména ze skupiny zahrnující cín (Sn), zinek (Zn), hliník (Al), nikl (Ni), kobalt (Co), železo (Fe), chrom (Cr), molybden (Mo), wolfram (W) či jejich slitiny metodou plazmového nanášení.
Dosavadní stav techniky
Plazmovým nanášením vytvořené samonosné vrstvy nebo samonosná tělesa z těchto vrstev jako např. trubky, kelímky nebo desky jsou vždy pórovitá. Póroví tost je da\na způsobem vzniku vrstvy a je možné ji ovlivnit v malé míře technologií plazmového nanášení. Vytvářet je možné samonosná tělesa dvou typů. Prvním typem jsou tělesa keramická, z jednoho nebo různých druhů oxidů. Většinou se jedná o oxidy jako např. A12O3, ZrO2, TiO2, MgO, SiO2, Cr2O3, Ce2°3· Ca0' Y2°3 Příp. ZrO2.SiO2 nebo CaO.SiO2. Druhým typem jsou samonosná tělesa kovokeramická obsahující oxidickou a kovovou složku. Obsah kovu v keramice může být až 50 %. Kov je většinou vybrán ze skupiny Sn, Zn, Al, Cu, Ni, Co, Fe, Cr, Mo, W, či z jejich slitin. Pórovítost samonosných těles má zásadní význam pro technické použití těles. Pro některé účely je pórovitost na závadu např. u trubek určených pro vedení různých plynů při vysokých teplotách. V jiných případech je naopak definovaná pórovitost žádoucí a potřebná, např. u filtrů. Způsobům řízení otevřené pórovitosti, resp. plynopropustnosti je věnován předložený vynález.
Podstata vvnálezu
Předmětem vynálezu je způsob řízení velikosti a počtu pórů samonosných keramických a/nebo kovokeramických těles vytvořených z oxidové keramiky zejména z oxidu hlinitého (A12O3), oxidu titaničitého (TiO2), oxidu zirkoničitého (ZrO2), oxidu chromitého (Cr2O3), oxidu hořečnatého (MgO), oxidu itritého oxidu čeřitého (Ce2O3), oxidu vápenatého (CaO), křemičitanů zirkoničitého (ZrO2.SiO2), křemičitanů vápenatého (CaO.SiO2) a u kovokeramických těles též z kovu vybraného zejména ze skupiny zahrnující cín (Sn), zinek (Zn), hliník (Al), nikl (Ni), kobalt (Co), železo (Fe), chrom (Cr), molybden (Mo), wolfram (W) či jejich slitiny metodou plazmového nanášení, který spočívá podle vynálezu v tom, že se v hotových samonosných tělesech póry dodatečně zvětšují nebo zmenšují žíháním samonosných těles či odstraňováním některé složky nebo se póry částečně nebo úplně odstraňují jejich vyplňováním. Z principu plazmového nanášení vyplývá, že nanášený materiál roztavený v proudu plazmatu velmi rychle ztuhne po dopadu na podložku. Rychlost tuhnutí se u částic o velikosti 0,04-0,09 mm pohybuje v rozmezí 10_4-10”6 °C/sec. Velká rychlost tuhnutí částic způsobuje, že nanášený keramický materiál je v neobvyklé (nestandardní) fázové modifikaci. Tak např. A12O3 s obsahem TiO2 (do 40%) je po průchodu plazmatem převážně ve fázové modifikaci gama, ještě dalšími fázemi. Hlavní fázovou (99 %) je po průchodu plazmatem doprovázené v menší míře modifikací čistého A12O3 fázová modifikace delta, doprovázená opět dalšími fázemi. Doprovodné fáze jsou obsaženy v množství od stop do několika procent. Žíháním takto vytvořených samonosných těles (obsahujících A12O3) na vhodnou teplotu dochází ke změnám fázových modifikací A12O3 . S rostoucí teplotou se
ZrSiO
ZrSiO,
Nárůst postupně vytvářejí stabilnější fázové modifikace v pořadí theta, delta, gama, alfa. K těmto změnám dochází obvykle v rozmezí teplot 700-1350°C. Fázové změny jsou obvykle doprovázeny změnou objemovou a tím i změnou otevřené pórovitosti. Kompaktnost samonosných těles vytvořených metodou plazmového nanášení se však při fázových změnách nemění, nedochází k praskání ani destrukci těles (na rozdíl od klasických keramických technologií) .
Podobné zvýšení otevřené pórovitosti (a plynopropustnosti) při žíhání jako u těles z A12O3, je možné pozorovat i u samonosných těles vzniklých ze směsi ZrSiO4 a A12O3 , nebo ze samotného
V případě těles vytvořených plazmovým nástřikem ze jsou tělesa tvořena tetragonálním ZrO2 a amorfním SiO2· pórovitosti při žíhání je pak způsoben fázovou
4* transformací Zr02 tetragonální monoklinický a fázovými nanášení se dosáhne přes loužením nebo extrakcí kovové přeměnami SiO2 ( cristobalitu a křemene). Fázové změny SiO2 pak posouvají změny pórovitosti směrem k nižším teplotám, které se projevují již od 550°C.
Nárůst otevřené pórovitosti po žíhání se pohybuje od 0.2 do 2 %, přičemž plynopropustnost se zvyšuje 4-25x. Mechanické vlastnosti těles vytvořených metodou plazmového nanášení, se žíháním zlepšují, což dokumentuje nárůst hodnot Youngova modulu pružnosti.
Podstatně většího zvýšení otevřené pórovitosti těles vytvořených metodou plazmového kovokeramická tělesa. Rozpuštěním, složky je možné zvýšit otevřenou pórovitost řádově v procentech a plynopropustnost 20-150x. Odstranění kovové složky může být částečné nebo úplné. Výhodné je použití kovokeramických těles, kde kovovou složku tvoří hliník příp. zinek . Tyto kovy je možné rozpustit v HCl příp. v NaOH. V případě, že kovová složka je tvořena Ni nebo Co je možné k loužení kovokeramických těles použít vodných roztoků NH40H + (NH4)2CO2.
Snížení otevřené pórovitosti samonosných kovokeramických těles vytvořených plazmovým nanášením je možné dosáhnout žíháním
ZrO kovokeramických těles nad teplotu tání kovu, ale pod teplotu uskutečnitelných fázových změn oxidické keramiky. Výhodná jsou v tomto případě kovokeramická tělesa, kde kovovou složku tvoří Sn, Zn či Al. Při teplotách nad 232, 420, resp. 660,5°C, zateče kapalný kov do pórů vlivem větší tepelné roztažnosti. Zde pak po ztuhnutí omezí aktivní průřez otevřených pórů a omezí plynopropustnost. Snížení plynopropustnosti touto úpravou se pohybuje mezi 20-45 % proti nastříkanému stavu.
Další metodou pro snížení otevřené pórovitosti a plynopropustnosti samonosných těles je sycení pórů těchto těles metodou sol-gel. Sycení může být jednorázové nebo opakované. Např. tělesa obsahující A12O3 se máčí v sólu oxidu hlinitého, připraveného z isopropylakoholátu hlinitého a následně se tepelně zpracují za účelem fixace Al2O3 dodaného do pórů tělesa. Tím se zmenší aktivní průřez pórů způsobujících plynopropustnost.
Snížení pórovitosti a vyloučení plynopropustnosti samonosných těles vytvořených metodou plazmového nanášení je možné dosáhnout penetrací těchto těles syntetickými pryskyřicemi nebo zředěnými roztoky těchto pryskyřic. Použít je možné např. epoxidových nebo polyesterových pryskyřic, případně různě modifikovaných epoxidových pryskyřic, použitelných pro vyšší teploty než 100°C. Pro teploty nad 160°C je možné použít heterocyklických polymerů s vázaným dusíkem v molekule např. na bázi polybenzimidazolu. Následnou polymeraci uvedených sloučenin v pórech se uzavřou otevřené póry a vyloučí plynopropustnost. Větší množství než 0.7 % hmot., vztaženo na hmotnost samonosného tělesa, obvykle stačí na zamezení (odstranění) plynopropustnosti i při přetlaku 500 kPa.
Snížení pórovitosti samonosných keramických těles vytvořených metodou plazmového nanášení obsahujících oxidy typu A12O3, TiO2, MgO, Y2O3, Ce2O3, CaO, ZrO2.SiO2, CaO.SiO2, se
Cr2Ο3!
2' dosáhne vypálením těchto těles na slinovací teplotu výhodně 1350 až 2200°C. Slinovací teplota je závislá na obsahu jednotlivých oxidů a době zdržení na příslušné teplotě. Pro samonosná tělesa obsahující např. A12O3- 93.5 %, TiO2-4.5 %, a Fe2O3-1.5 % leží slinovací teplota v rozmezí 1450-1520°C, pro tělesa z čistého A12O3 (99%) je to 1730-1780°C atd.
Příklady provedení vynálezu
V dalším popisu je vynález blíže objasněn na příkladech provedení.
Příklad 1
Plazmovým nástřikem na předehřáté ocelové jádro byla vyrobena keramická trubka z umělého korundu hnědého (4,5 % TiO2, 1,4 % Fe2°3' zbytek Al2O3) o průměru 83 mm a délce 500 mm. Pro výrobu trubky bylo využito rozdílné tepelné roztažnosti oceli a plazmově nanesené keramiky. Objemová hmotnost keramické trubky byla 3,418 g/cm3 a otevřená pórovitost 3,92 %. Plynopropustnost měřená pomocí vzduchu při přetlaku 100 kPa byla 2,18 cm3/min vztaženo na plochu 1 cm2 při tloušťce lmm. Po kalcinaci (žíhání) na 1300°C se objemová hmotnost zvýšila na 3,572 g/cm3 a otevřená pórovitost na 4,45 %. Plynopropustnost vzrostla na 9,62 cm3/min . Younguv modul pružnosti v nastříkaném stavu byl 121 GPa, po kalcinaci na 1300°C pak Youngův modul pružnosti vzrostl na 352 GPa.
Příklad 2
Na ocelové jádro o průměru 82 mm opatřené zinkovou mezivrstvou o síle 0,5 mm byla plazmovým nástřikem vytvořena vrstva z umělého korundu bílého (99 % A12O3) tloušťky 2,3 mm a délky 400 mm .
Mezivrstva Zn byla následně odstraněna rozpuštěním Zn v HCl. Po odstanění zinkové mezivrstvy byla z ocelového jádra sejmuta keramická trubka o vnitřním průměru 83 mm a délce 400 mm.
Objemová hmotnost trubky byla 3,34 g/cm3 a otevřená pórovitost 6,01 %. Plynopropustnost při přetlaku lOOkPa byla 2,66 cm3/min vztaženo na plochu lem2 při tloušťce 1 mm. Po kalcinaci na 1300°C s výdrží 2 hod byla objemová hmotnost této trubky 3,503 g/cm3, otevřená pórovitost 7,24 % a plynopropustnost se zvětšila na 21,86 cm3/mim. Younguv modul pružnosti v nastříkaném stavu byl 177.5 GPa, po kalcinaci na 1300°C pak 198.5 GPa.
Příklad 3
Na předehřáté ocelové jádro o průměru 83 mm byla plazmovým nástřikem vytvořena vrstva délky Nástřik se uskutečnil při stříkacím obsahovala 80,91 % umělého korundu % kovového hliníku vše v hmotnostních byl v granulometrii 0,04-0,08 mm,
550 mm o tlouštce 2,55 mm. výkonu 26 kg/hod směsi. Směs hnědého, 9,09 % ZrSiO„ a 10
Ε1ektrotavený korund
ZrSiO4 v granulometrii
0,30-0,71 mm a kovový hliník směs byla přiváděna dvěma plamene plazmového hořáku.
v granulometrii 0,1-0,2 mm. Uvedená přívody do stejného místa na osu Po ochlazení jádra s nanesenou vrstvou, se oddělila kovovokeramická trubka, která obsahovala 13,34 % kovového hliníku (účinnost plazmového nanášení hliníku je vyšší než keramiky). Objemová hmotnost (kovokeramického materiálu) trubky (v nastříkaném stavu) byla 3,196 g/cm3 při pórovitosti 5,04 %. Loužení kovového hliníku se uskutečnilo nejprve v 10 % NaOH později v 20 % NaOH. Po 14 ti denním loužení (s následujícím vypráním, neutralizací a vysušením) se objemová hmotnost změnila na 2,742 g/cm3 a otevřená pórovitost vzrostla na 23,84 %. Plynopropustnost uvedené trubky v nastříkaném stavu byla při přetlaku 100 kPa 2,89 cm3/min, zatímco po vyloužení vzrostla na 360,6 cm3/min vztaženo vždy na plochu lem2 a tlouštku 1 mm.
Příklad 4
Trubka vyrobená stejným postupem jako v příkladě č.3 (s prakticky totožnými vlastnostmi tj. s objem. hmotností 3.196 g/cm3 a pórovitosti 5.04 % ) byla podrobena kalcinaci na 850°C po dobu 2 hod . Po této úpravě se plynopropustnost měřená při přetlaku 100 kPa zmenšila z 2,79 cm3/min na 1,93 cm3/rain pro plochu lem2 a tlouštku 1 mm. , zatímco modul pružnosti vzrostl ze 150 GPa na 198 GPa.
Ί
Příklad 5
Keramická trubka vytvořená metodou plazmového nanášení ze směsi o složení 90 % A12O3 hnědý a 10 % ZrSiO4 měla objemovou hmotnost 3.475 g/cm3, otevřenou pórovitost 4.33 % a plynopropustnost 2.11 cm3/min pro plochu lem2 a tlouštku 1 mm . Po penetraci rozředěnou epoxidovou pryskyřicí CHS epoxy 1200 (v poměru 1:5 v acetonu) v množství 0.93 % a po polymeraci pryskyřice byla objemová hmotnost 3.478 g/cm3 a otevřená pórovitost 3.89 %.
Plynopropustnost byla nulová i při přetlaku 500 kPa. Younguv modul pružnosti v nastříkaném stavu byl 168.1 GPa po petráci pryskyřicí 186.0 GPa.
Příklad 6
Keramická trubka vytvořená metodou plazmového nanášení ze směsi o složení 90 % A12O3 hnědý a 10 % ZrSiO4 měla objemovou hmotnost 3.475 g/cm3, otevřenou pórovitost 4.33 % a plynopropustnost 2.11 cm3/min. Žíháním na 1300°C vzrostla plynopropustnost na 13.38 cm3/min, trojnásobným máčením v sólu oxidu hlinitého, připraveného z izopropylakoholátu hlinitého a dalším žíháním na 1300°C klesla plynopropustnost na 8.62 cm3/min vždy pro plochu lem2 a tlouštku lmm . Objemová hmotnost po této úpravě byla 3.578 g/cm3 a pórovitost 6.18 %.
Příklad 7
Keramická trubka vytvořená metodou plazmového nanášení ze zirkonu o granulometrii 0.04-0.08 mm měla vnitřní průměr 79 mm a délku 1500 mm. Objemová hmotnost materiálu trubky byla 3.74 g/cm3, plynopropustnost při přetlaku 100 tlouštku lmm pak 23.33 cm3/min. Po 2 hod byla objemová hmotnost 3.76 g/cm3, pórovitost 6.75 % a plynopropustnost 36.98 cm3/min.
Younguv modul pružnosti v nstříkaném stavu byl 44.3 GPa, po žíhání pak 105.9 GPa.
otevřená pórovitost 5.73 % a kPa vztažená na plochu lem2 a vyžíhání na 1240°C s výdrží
Příklad 8
Keramická trubka vytvořená metodou plazmového nanášení z umělého korundu hnědého č. 240 měla vnitřní průměr 79 mm a délku 1600 mm. Objemová hmotnost materiálu trubky byla 3.406 g/cm3, otevřená pórovitost 4.9 % a plynopropustnost při přetlaku 100 kPa vztažená na plochu lem2 a tlouštku lmm pak 2.18 cm3/min. Po žíhání na 1500°C s výdrží 2 hod se objemová hmotnost zvýšila na 3.605 g/cm3 a otevřená pórovitost poklesla na 0.47 %. Plynopropustnost byla naměřena nulová a to i při přetlaku 600 kPa. Younguv modul pružnostibyl v nastříkaném stavu 121.8 GPa, po slinování pak 425 GPa.
Průmyslová využitelnost
Způsobu podle vynálezu lze využít v keramickém průmyslu, chemickém průmyslu, potravinářském průmyslu, strojírenství a energetice.
Claims (9)
- Patentové nároky1. Způsob řízení velikosti a počtu pórů samonosných keramických a/nebo kovokeramických těles vytvořených z oxidové keramiky zejména z oxidu hlinitého, oxidu titaničitého, oxidu zirkoničitého, oxidu chromitého, oxidu hořečnatého, oxidu itritého, oxidu čeřitého, oxidu vápenatého, křemičitanu zirkoničitého, křemičitanu vápenatého a u kovokeramických těles též z kovu vybraného zejména ze skupiny zahrnující cín, zinek, hliník, nikl, kobalt, železo, chrom, molybden, wolfram či jejich slitiny metodou plazmového nanášení, vyznačující se tím, že se v hotových samonosných tělesech póry dodatečně zvětšují nebo zmenšují žíháním samonosných těles či odstraňováním některé složky nebo se póry částečně nebo úplně odstraňují jejich vyplňováním.
- 2. Způsob podle nároku 1 vyznačující se tím, že se samonosná keramická tělesa žíhají na teplotu fázové změny nebo fázových změn keramiky, ale pod teplotu slinování keramiky.
- 3. Způsob podle nároků 1 a 2 vyznačující se tím, že se samosná keramická tělesa žíhají na teplotu 550 až 1350°C.
- 4. Způsob podle nároku 1 vyznačující se tím, že se samonosná keramická tělesa žíhají na slinovací teplotu keramiky.
- 5. Způsob podle nároku 1 a 4 vyznačující se tím, že se samonosná keramická tělesa žíhají na teplotu 1350°C až 2200°C.
- 6. Způsob podle nároku 1 vyznačující se tím, že se u kovokeramických těles částečně nebo úplně odstraní kovová složka loužením, rozpouštěním nebo extrakcí.
- 7. Způsob podle nároku 1 vyznačující se tím, že se kovokeramická tělesa žíhají na teplotu vyšší než je teplota tání kovové složky, ale nižší než je nejnižší teplota uskutečnitelné fázové přeměny keramické složky tělesa.
- 8. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se samonosná tělesa máčí nebo penetrují sólem oxidu, z něhož je převážně těleso vytvořeno, přičemž přidaný oxid se fixuje v pórech žíháním.fi
- 9. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se samonosná tělesa penetrují syntetickými pryskyřicemi nebo rozředěnými roztoky těchto pryskyřic, zvláště pak polyesterovými, epoxidovými, modifikovanými epoxidovými pryskyřicemi nebo heterocyklickými polymery typu polybenzimidazolu v množství nejméně 0,7% hmot., vztaženo na hmotnost samonosného tělesa, které se následně v pórech polymerují.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ19962883A CZ286735B6 (cs) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | Způsob řízení velikosti a počtu pórů samonosných keramických a/nebo kovokeramických těles |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ19962883A CZ286735B6 (cs) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | Způsob řízení velikosti a počtu pórů samonosných keramických a/nebo kovokeramických těles |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ288396A3 true CZ288396A3 (cs) | 1998-04-15 |
| CZ286735B6 CZ286735B6 (cs) | 2000-06-14 |
Family
ID=5465751
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ19962883A CZ286735B6 (cs) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | Způsob řízení velikosti a počtu pórů samonosných keramických a/nebo kovokeramických těles |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ286735B6 (cs) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ301535B6 (cs) * | 2007-06-04 | 2010-04-07 | Švéda@Kamil | Izolacní keramická pórovitá hmota a zpusob její výroby |
-
1996
- 1996-09-30 CZ CZ19962883A patent/CZ286735B6/cs not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ286735B6 (cs) | 2000-06-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6771861B2 (ja) | 気密性希土類耐環境皮膜を溶射するための組成物及び方法 | |
| US8449644B2 (en) | Silicon carbide porous body | |
| DE102011109681B4 (de) | Stahlschmelzefilter und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
| US20030017350A1 (en) | Heat-resistant coated member | |
| WO2002040423A1 (en) | Silicon carbide based porous article and method for preparing the same | |
| CN102167568B (zh) | 非晶纳米晶陶瓷材料、陶瓷涂层及其制备方法 | |
| JP7231367B2 (ja) | アルミナ質焼結体 | |
| CN107857577B (zh) | 一种Al2O3-ZrO2基泡沫陶瓷及其制备方法 | |
| Yu et al. | Corrosion of enamel with and without CaF2 in molten aluminum at 750° C | |
| CN118475547A (zh) | 具有受控孔隙率涂层的碱性粉末窑具 | |
| JP2000327417A (ja) | 蒸着材 | |
| JP7154912B2 (ja) | アルミナ質焼結体及びその製造方法 | |
| TW201008641A (en) | Method for making glass frit powders using aerosol decomposition | |
| JP2009243723A (ja) | 金属溶解用ルツボ及びその製造方法 | |
| CZ288396A3 (cs) | Způsob řízení velikosti a počtu pórů samonosných keramických a/nebo kovokeramických těles | |
| DE102005036394B4 (de) | Verfahren zur Herstellung eines thermoschock- und korrosionsbeständigen Keramikwerkstoffes auf der Basis eines zirkondioxidfreien feuerfesten Oxides | |
| JP4171916B2 (ja) | 耐熱性被覆部材 | |
| SE464620B (sv) | Saett att framstaella ett foeremaal av keramik genom isostatisk pressning i en glasomslutning | |
| JP2008514816A (ja) | 溶射法を用いた気密結晶性ムライト層の製造法 | |
| KR101589510B1 (ko) | 유리 및 세라믹의 혼합물로 금속 도가니 성분을 코팅하는 방법 | |
| CZ293072B6 (cs) | Způsob řízení velikosti a počtu pórů samonosných kovokeramických těles | |
| US6814903B1 (en) | Low-firing temperature method for producing AL2O3 bodies having enhanced chemical resistance | |
| CZ293073B6 (cs) | Způsob řízení velikosti a počtu pórů samonosných keramických a/nebo kovokeramických těles | |
| WO2022115438A1 (en) | Engineered coating for filters and methods of manufacture thereof | |
| JPH09286678A (ja) | ジルコニア被覆耐火物 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| IF00 | In force as of 2000-06-30 in czech republic | ||
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20080930 |