CZ293072B6 - Způsob řízení velikosti a počtu pórů samonosných kovokeramických těles - Google Patents

Způsob řízení velikosti a počtu pórů samonosných kovokeramických těles Download PDF

Info

Publication number
CZ293072B6
CZ293072B6 CZ19992669A CZ266999A CZ293072B6 CZ 293072 B6 CZ293072 B6 CZ 293072B6 CZ 19992669 A CZ19992669 A CZ 19992669A CZ 266999 A CZ266999 A CZ 266999A CZ 293072 B6 CZ293072 B6 CZ 293072B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
oxide
self
metal
pores
bodies
Prior art date
Application number
CZ19992669A
Other languages
English (en)
Inventor
Karel Ing. Neufuss
Pavel Ing. Dr. Drsc. Chráska
Original Assignee
Ústav fyziky plazmatu
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ústav fyziky plazmatu filed Critical Ústav fyziky plazmatu
Priority to CZ19992669A priority Critical patent/CZ293072B6/cs
Publication of CZ293072B6 publication Critical patent/CZ293072B6/cs

Links

Landscapes

  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

Způsob řízení velikosti a počtu pórů samonosných kovokeramických těles vytvořených z oxidové keramiky, zejména z oxidu hlinitého (Al.sub.2.n.O.sub.3.n.), oxidu titaničitého (TiO.sub.2.n.), oxidu zirkoničitého (ZrO.sub.2.n.), oxidu chromitého (Cr.sub.2.n.O.sub.3.n.), oxidu hořečnatého (MgO), oxidu yttritého (Y.sub.2.n.O.sub.3.n.), oxidu ceričitého (CeO.sub.2.n.), oxidu vápenatého (CaO), křemičitanu zirkoničitého (ZrO.sub.2.n..SiO.sub.2.n.), křemičitanu vápenatého (CaO.SiO.sub.2.n.), a 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 spočívá v tom, že se v hotových samonosných tělesech póry dodatečně zvětšují nebo zmenšují žíháním samonosných těles nebo částečným nebo úplným odstraňováním kovové složky, s výhodou loužením, rozpouštěním nebo extrakcí.ŕ

Description

Způsob řízení velikosti a počtu pórů samonosných kovokeramických těles
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu řízení velikosti a počtu pórů samonosných kovokeramických těles vytvořených z oxidové keramiky, zejména z oxidu hlinitého (AI2O3), oxidu titaničitého (TiO2), oxidu zirkoničitého (ZrO2), oxidu chromitého (Cr2O3), oxidu hořečnatého (MgO), oxidu yttritého (Y2O3), oxidu ceričitého (CeO2), oxidu vápenatého (CaO), křemičitanu zirkoničitého (ZrO2.SiO2), křemičitanu vápenatého (CaO.SiO2), a 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. Pórovitost je dána způsobem vzniku vrstvy a je možněji 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 například A12O3, ZrO2, TiO2, MgO, SiO2, Cr2O3, CeO2, CaO, Y2O3 příkladně 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. Pórovitost samonosných těles má zásadní význam pro technické použití těles. Pro některé účely je pórovitost na závadu, například u trubek určených pro vedení různých plynů při vysokých teplotách. V jiných případech je naopak definovaná pórovitost žádoucí a potřebná, například u filtrů. Způsobům řízení otevřené pórovitosti, respektive plynopropustnosti je věnován předložený vynález.
Podstata vynálezu
Předmětem vynálezu je způsob řízení velikosti a počtu pórů samonosných kovokeramických těles vytvořených z oxidové keramiky, zejména z oxidu hlinitého (A12O3), oxidu titaničitého (TiO2), oxidu zirkoničitého (ZrO2), oxidu chromitého (Cr2O3), oxidu hořečnatého (MgO), oxidu yttritého (Y2O3), oxidu ceričitého (CeO2), oxidu vápenatého (CaO), křemičitanu zirkoničitého (ZrO2.SiO2), křemičitanu vápenatého (CaO.SiO2), a 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 vtom, že se v hotových samonosných tělesech póry dodatečně zvětšují nebo zmenšují žíháním samonosných těles nebo částečným nebo úplným odstraňováním kovové složky, s výhodou loužením, rozpouštěním nebo extrakcí.
Rozpouštěním, loužením nebo extrakcí kovové složky je možné zvýšit otevřenou pórovitost řádově v procentech a plynopropustnost 20 až 150x. Odstranění kovové složky může být částečné nebo úplné. Výhodné je použití kovokeramických těles, kde kovovou složku tvoří hliník případně zinek. Tyto kovy je možné rozpustit v HC1, případně v NaOH. V případě, že kovová složka je tvořena Ni nebo Co, je možné kloužení kovokeramických těles použít vodných roztoků NH4OH + (NH4)2CO3.
Snížení otevřené pórovitosti samonosných kovokeramických těles vytvořených plazmovým nanášením je možné dosáhnout žíháním kovokeramických těles nad teplotou 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 °C, 420 °C, respektive 660 °C, zateče kapalný kov do pórů vlivem větší tepelné roztažnosti. Zde pak po
-1 CZ 293072 B6 ztuhnutí omezí aktivní průřez otevřených pórů a omezí plynopropustnost. Snížení plynopropustnosti touto úpravou se pohybuje mezi 20-45 % proti nastříkanému stavu.
Žíháním samonosných těles (obsahujících A12O3) na vhodnou teplotu dochází ke změnám fázových modifikací A12O3. S rostoucí teplotou se postupně vytvářejí stabilnější fázové modifikace v pořadí theta, delta, gama, alfa. 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 ZrSiO4. V případě těles vytvořených plazmovým nástřikem ze ZrSiO4, jsou tělesa tvořena tetragonálním ZrO2 a amorfním SiO2. Nárůst pórovitosti při žíhání je pak způsoben fázovou transformací ZrO2 tetragonální - monoklinický a fázovými přeměnami SiO2 (cristobalitu a křemene). Fázové změny SiO2 pak posouvají změny pórovitosti směrem k nižším teplotám.
Příklady provedení vynálezu
V dalším popisu je vynález blíže objasněn na příkladech provedení.
Příklad 1
Na předehřáté ocelové jádro o průměru 83 mm byla plazmovým nástřikem vytvořena vrstva délka 550 mm o tloušťce 2,55 mm. Nástřik se uskutečnil při stříkacím výkonu 26 kg/hod směsi. Směs obsahovala 80,91 % umělého korundu hnědého, 9,09 % ZrSiO4 a 10 % kovového hliníku, vše v hmotnostních %. Elektrotavený korund byl v granulometrii 0,04 až 0,08 mm, ZrSiO4 v granulometrii 0,30 až 0,71 mm a kovový hliník v granulometrii 0,1 až 0,2 mm. Uvedená směs byla přiváděna dvěma přívody do stejného místa na osu plamene plazmového hořáku. Po ochlazení jádra s nanesenou vrstvou se oddělila kovokeramická 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 nástřikovém stavu byla při přetlaku 100 kPa 2,89 cm3/min, zatímco po vyloužení vzrostla na 360,6 cm3/min vztaženo vždy na plochu 1 cm2 a tloušťku 1 mm.
Příklad 2
Trubka vyrobená stejným postupem jako v příkladu č. 1 (s prakticky totožnými vlastnostmi tj. s objemovou 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 z2,79cm3/min na 1,93 cm3/min pro plochu 1 cm2 a tloušťku 1 mm., zatímco modul pružnosti vzrostl ze 150 GPa na 198 GPa.
Průmyslová využitelnost
Způsobu podle vynálezu lze využít v keramickém průmyslu, chemickém průmyslu, potravinářském průmyslu, strojírenství a energetice.

Claims (3)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Způsob řízení velikosti a počtu pórů samonosných kovokeramických těles vytvořených z oxidové keramiky, zejména z oxidu hlinitého, oxidu titaničitého, oxidu zirkoničitého, oxidu chromitého, oxidu hořečnatého, oxidu yttritého, oxidu ceričitého, oxidu vápenatého, křemičitanu zirkoničitého, křemičitanu vápenatého, a 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 nebo částečným nebo úplným odstraňováním kovové složky.
  2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se kovová složka částečně nebo úplně odstraní loužením, rozpouštěním nebo extrakcí.
  3. 3. 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.
CZ19992669A 1996-09-30 1996-09-30 Způsob řízení velikosti a počtu pórů samonosných kovokeramických těles CZ293072B6 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ19992669A CZ293072B6 (cs) 1996-09-30 1996-09-30 Způsob řízení velikosti a počtu pórů samonosných kovokeramických těles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ19992669A CZ293072B6 (cs) 1996-09-30 1996-09-30 Způsob řízení velikosti a počtu pórů samonosných kovokeramických těles

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ293072B6 true CZ293072B6 (cs) 2004-02-18

Family

ID=30774647

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ19992669A CZ293072B6 (cs) 1996-09-30 1996-09-30 Způsob řízení velikosti a počtu pórů samonosných kovokeramických těles

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ293072B6 (cs)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4792468A (en) Method of forming refractory masses from compositions of matter of specified granulometry
JP4277973B2 (ja) イットリア−アルミナ複合酸化物膜の製造方法、イットリア−アルミナ複合酸化物膜および耐蝕性部材
DE102011109681B4 (de) Stahlschmelzefilter und Verfahren zu ihrer Herstellung
TWI466844B (zh) Refractory and casting nozzles
TWI807631B (zh) 熔射皮膜及熔射用粉
US4966201A (en) Transfer tube
JP5001323B2 (ja) 白色酸化イットリウム溶射皮膜表面の改質方法および酸化イットリウム溶射皮膜被覆部材
US11358081B2 (en) Spinel-reinforced magnesium oxide-based foam ceramic filter and preparation method therefor
CN108484182B (zh) 一种氧化镁晶须原位合成镁铝尖晶石增强氧化镁基泡沫陶瓷过滤器及其制备方法
US20250100940A1 (en) Alkaline powder kiln furniture with controlled-porosity coating
TWI301510B (cs)
CN107698246A (zh) 一种多层骨架结构的刚玉‑莫来石基泡沫陶瓷及其制备方法
TW201008641A (en) Method for making glass frit powders using aerosol decomposition
CZ293072B6 (cs) Způsob řízení velikosti a počtu pórů samonosných kovokeramických těles
US5004629A (en) Transfer tube
CN112939584B (zh) 一种陶瓷/金属复合炉管及其制备方法与应用
JP2012067364A (ja) 耐食性と耐プラズマエロージョン性に優れる溶射皮膜被覆部材および高エネルギー照射処理する溶射皮膜のひび割れ防止方法
JP2016510089A (ja) 耐食コーティングを堆積させる方法
US11529577B2 (en) Ma-M2T spinel solid solution enhanced magnesium oxide-based ceramic foam filter and preparation method therefor
US6814903B1 (en) Low-firing temperature method for producing AL2O3 bodies having enhanced chemical resistance
CZ288396A3 (cs) Způsob řízení velikosti a počtu pórů samonosných keramických a/nebo kovokeramických těles
CN108530094B (zh) 一种碱式硫酸镁晶须原位合成镁铝尖晶石增强氧化镁基泡沫陶瓷过滤器及其制备方法
JP2012136782A (ja) 白色酸化イットリウム溶射皮膜表面の改質方法および酸化イットリウム溶射皮膜被覆部材
JP4171916B2 (ja) 耐熱性被覆部材
JP2005097722A (ja) 耐蝕性部材及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20080930