RU2736195C1 - Method of producing porous material based on silicon nitride - Google Patents

Method of producing porous material based on silicon nitride Download PDF

Info

Publication number
RU2736195C1
RU2736195C1 RU2019140666A RU2019140666A RU2736195C1 RU 2736195 C1 RU2736195 C1 RU 2736195C1 RU 2019140666 A RU2019140666 A RU 2019140666A RU 2019140666 A RU2019140666 A RU 2019140666A RU 2736195 C1 RU2736195 C1 RU 2736195C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mpa
ferroalloy
powder
combustion
pressure
Prior art date
Application number
RU2019140666A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Николаевич Манжай
Мария Сергеевна Фуфаева
Константин Александрович Болгару
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Томский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук (ТНЦ СО РАН)
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии нефти Сибирского отделения Российской академии наук (ИХН СО РАН)
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 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Томский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук (ТНЦ СО РАН), Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии нефти Сибирского отделения Российской академии наук (ИХН СО РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Томский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук (ТНЦ СО РАН)
Priority to RU2019140666A priority Critical patent/RU2736195C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2736195C1 publication Critical patent/RU2736195C1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/58Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
    • C04B35/584Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on silicon nitride
    • C04B35/591Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on silicon nitride obtained by reaction sintering
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/63Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
    • C04B35/632Organic additives
    • C04B35/634Polymers
    • C04B35/63404Polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C04B35/63416Polyvinylalcohols [PVA]; Polyvinylacetates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/64Burning or sintering processes
    • C04B35/65Reaction sintering of free metal- or free silicon-containing compositions
    • C04B35/651Thermite type sintering, e.g. combustion sintering
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/06Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by burning-out added substances by burning natural expanding materials or by sublimating or melting out added substances
    • C04B38/063Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B38/0635Compounding ingredients
    • C04B38/0645Burnable, meltable, sublimable materials

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to production of permeable composite materials based on silicon nitride intended for use as air and fluid filters, porous membranes, sorbents, neutralizer bases, composite elements of catalysts and catalyst supports. Method is implemented in a mode of self-sustained combustion of powders of ferroalloys of ferrosilicon or ferrosilicoaluminium, or wastes of their production. Alloys are preliminarily mixed with a solution of polyvinyl alcohol, the mixture is moulded from workpieces which are subjected to cryostructuring by freezing at temperature below 0° with further defrosting for 4–5 hours at room temperature and drying at 60 °C in vacuum at residual pressure of not more than 0.01 MPa. Components of mixture are taken in ratio, wt. %: ferroalloy powder - 50–70, polyvinyl alcohol - 3–10, water is the rest. Ferroalloy particles are smaller than 100 mcm. Combustion is carried out at pressure of 1–10 MPa. Freezing is performed at minus 0.5–25 °C for 15–20 hours.
EFFECT: method extends the field of application of articles from cheap, accessible ferroalloys without electricity consumption, fastness of the synthesis process, enables to recycle wastes from ferroalloy production, provides high operational characteristics of porous material (compressive strength 37_0–38_3 MPa, porosity 35_5–50_0 %, resistance to dynamic and static loads of articles), obtaining optimum equal porosity of material.
6 cl, 3 ex, 3 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению проницаемых композиционных материалов из нитрида кремния, предназначенных для работы в качестве воздушных и жидкостных фильтров, пористых мембран, сорбентов, основы нейтрализаторов, составных элементов катализаторов и носителей катализаторов, обладающих износостойкостью, высокой прочностью, коррозионной и температурной устойчивостью, инертностью по отношению ко многим агрессивным средам.The invention relates to powder metallurgy, in particular to the production of permeable composite materials from silicon nitride, designed to work as air and liquid filters, porous membranes, sorbents, base neutralizers, catalyst components and catalyst carriers with wear resistance, high strength, corrosion and temperature resistance, inertness in relation to many aggressive media.

По признанию специалистов нитрид кремния является самым многофункциональным среди известных керамических материалов [Л.Н. Чухломина, Ю.М. Максимов, В.И. Верещагин. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез композиционных нитридсодержащих керамических материалов. - Новосибирск: Наука, 2013. - 260 с.].According to experts, silicon nitride is the most multifunctional among the known ceramic materials [L.N. Chukhlomina, Yu.M. Maximov, V.I. Vereshchagin. Self-propagating high-temperature synthesis of composite nitride-containing ceramic materials. - Novosibirsk: Nauka, 2013. - 260 p.].

В обзоре [Гилев В.Г. Получение высокопористых материалов из нитрида кремния. Новые огнеупоры, 2017, №1, с. 40-47] представлены известные способы получения высокопористых материалов из нитрида кремния. Все они энергоемки и дорогостоящи.In the review [Gilev V.G. Obtaining highly porous materials from silicon nitride. New refractories, 2017, No. 1, p. 40-47] presents the known methods of obtaining highly porous materials from silicon nitride. They are all energy intensive and expensive.

В отличие от традиционных способов получения композиционных керамических материалов (печной, плазмохимический, реакционное спекание, горячее прессование и др.) процесс самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) дает возможность на простом оборудовании, при отсутствии затрат электроэнергии, в условиях повышенного давления и максимальных температур быстро осуществлять синтез нитридсодержащих композитов. Экономические затраты на единицу продукции снижаются на 30-40%. Взаимодействие металлов с азотом в режиме горения относится к фильтрационному горению, основы которого были заложены в работах академика А.Г. Мержанова, И.П. Боровинской, А.П. Алдушина. Традиционная СВС-технология синтеза нитридов предполагает использование порошковых материалов.In contrast to traditional methods of obtaining composite ceramic materials (furnace, plasma-chemical, reaction sintering, hot pressing, etc.), the process of self-propagating high-temperature synthesis (SHS) makes it possible to quickly carry out using simple equipment, in the absence of energy consumption, under conditions of increased pressure and maximum temperatures. synthesis of nitride-containing composites. Economic costs per unit of production are reduced by 30-40%. The interaction of metals with nitrogen in the combustion mode refers to filtration combustion, the foundations of which were laid in the works of Academician A.G. Merzhanov, I.P. Borovinskaya, A.P. Aldushina. The traditional SHS technology for the synthesis of nitrides involves the use of powder materials.

СВС как метод получения неорганических материалов соединяет в себе малую энергоемкость, безотходность и возможность динамического варьирования структурных и иных свойств продуктов. Эти предпосылки позволяют широко использовать экономичную и простую технологию для получения пористых изделий [Перспективные материалы и технологии самораспространяющегося высокотемпературного синтеза: учеб. пособие / Е.А. Левашов, А.С. Рогачев, В.В. Курбаткина и др. - М.: Изд. Дом МИСиС, 2011. - с. 145-147]. Пористая структура СВС-продуктов зависит от целого ряда факторов, среди которых основное значение имеют состав и структура шихты, объемная скорость выделения примесных газов и наличие жидкой фазы в волне горения. Варьируя эти параметры, можно регулировать пористость образующихся СВС-продуктов в очень широких пределах: от практически нулевой пористости до очень большой (96%) [Амосов А.П., Боровинская И.П., Мержанов А.Г. Порошковая технология самораспространяющегося высокотемпературного синтеза материалов: Учеб. пособ. / Под научной редакцией В.Н. Анциферова. - М.: Машиностроение-1, 2007. - С. 379-386, 462-468].SHS as a method for producing inorganic materials combines low energy consumption, wastelessness, and the possibility of dynamically varying the structural and other properties of products. These prerequisites make it possible to widely use an economical and simple technology for producing porous products [Advanced materials and technologies for self-propagating high-temperature synthesis: textbook. allowance / E.A. Levashov, A.S. Rogachev, V.V. Kurbatkina and others - M .: Ed. House MISIS, 2011. - p. 145-147]. The porous structure of SHS products depends on a number of factors, among which the composition and structure of the charge, the volumetric rate of release of impurity gases, and the presence of a liquid phase in the combustion wave are of primary importance. By varying these parameters, it is possible to regulate the porosity of the formed SHS-products in a very wide range: from practically zero porosity to very high (96%) [Amosov AP, Borovinskaya IP, Merzhanov A.G. Powder technology of self-propagating high-temperature synthesis of materials: Textbook. manual. / Under the scientific editorship of V.N. Antsiferova. - M .: Mechanical Engineering-1, 2007. - S. 379-386, 462-468].

В технологии СВС ферросплавы применяют в качестве исходных реагентов для получения нитридных и оксинитридных композиционных материалов [Максимов Ю.М., Чухломина Л.Н., Браверман Б.Ш., Смирнов Л.А. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез азотосодержащих сплавов для металлургии. - Новосибирск: Наука, 2014, 232 с.; Л.Н. Чухломина, Ю.М. Максимов, В.И. Верещагин Самораспространяющийся высокотемпературный синтез композиционных нитридсодержащих керамических материалов. - Новосибирск: Наука, 20132. - 260 с.]. Однако без внешнего воздействия и уплотнения сыпучего материала сложно задать образцу необходимую форму. С увеличением плотности шихты количество поглощаемого азота в образцах значительно уменьшаются, поскольку возникает затруднение фильтрации азота к зоне реакции. Поэтому образцы с исходной плотностью шихты более 0.2 кг/м3 не удается азотировать в режиме СВС.In SHS technology, ferroalloys are used as starting reagents for obtaining nitride and oxynitride composite materials [Maksimov Yu.M., Chukhlomina LN, Braverman B.Sh., Smirnov L.A. Self-propagating high-temperature synthesis of nitrogen-containing alloys for metallurgy. - Novosibirsk: Nauka, 2014, 232 p .; L.N. Chukhlomina, Yu.M. Maximov, V.I. Vereshchagin Self-propagating high-temperature synthesis of composite nitride-containing ceramic materials. - Novosibirsk: Nauka, 20132. - 260 p.]. However, without external influence and compaction of bulk material, it is difficult to set the sample to the required shape. With an increase in the density of the charge, the amount of absorbed nitrogen in the samples decreases significantly, since it becomes difficult to filter nitrogen to the reaction zone. Therefore, samples with an initial charge density higher than 0.2 kg / m 3 fails azotirovat in CBC mode.

Известны шихты для получения пористого проницаемого материала методом СВС, содержащие в своем составе в качестве добавки ферросилиций в количестве 1.0-5.0 мас. %, Ферросилиций в заявляемых количествах обусловливает полноту сгорания и отсутствие жидкой фазы, что влечет за собой увеличение среднего размера пор [RU 2154550, 2000; RU 2186657, 2002; RU 2507029, 2014; RU 2507030, 2014].Known charge for obtaining a porous permeable material by the SHS method, containing in its composition as an additive of ferrosilicon in an amount of 1.0-5.0 wt. %, Ferrosilicon in the claimed amounts determines the completeness of combustion and the absence of a liquid phase, which entails an increase in the average pore size [RU 2154550, 2000; RU 2186657, 2002; RU 2507029, 2014; RU 2507030, 2014].

Недостатками известных технических решение являются ограничение сферы применения изготовленных на основе шихт изделий, значительная их материалоемкость, недостаточно высокая прочность на сжатие получаемого пористого материала.The disadvantages of the known technical solutions are the limitation of the scope of products made on the basis of the charge, their significant material consumption, insufficiently high compressive strength of the resulting porous material.

Известно применение органических соединений для формирования пористой структуры материалов [J. Jue, В. Dong, Н. Wang. Porous Si3N4 fabricated by phase separation method using benzoic acid as pore-forming agent. - J. Amer Ceram. Soc. - 2011. - Vol. 94, №7. - P. 1989-1991].It is known to use organic compounds to form the porous structure of materials [J. Jue, B. Dong, H. Wang. Porous Si 3 N 4 fabricated by phase separation method using benzoic acid as pore-forming agent. - J. Amer Ceram. Soc. - 2011. - Vol. 94, no. 7. - P. 1989-1991].

Для получения пористых материалов СВС методом известно использование жидких органических соединений из группы гидроксилсодержащих соединений в виде многоатомного спирта в качестве газообразующего восстановителя [RU 2480310,2013].To obtain porous materials by the SHS method, it is known to use liquid organic compounds from the group of hydroxyl-containing compounds in the form of a polyhydric alcohol as a gas-forming reductant [RU 2480310,2013].

Недостатком названного технического решения получения открытопористого наноструктурного металла является использование дорогих металлов (Cu, Ag, Au).The disadvantage of the named technical solution for obtaining an open-porous nanostructured metal is the use of expensive metals (Cu, Ag, Au).

Известно также использование 10%-ого раствора поливинилового спирта (ПВС) в качестве временной технологической связки при изготовлении сложнопрофильных изделий из керамического материала на основе нитрида кремния методом спекания [RU 2610744, 2015]. Недостатком является низкая пористость (не более 0.1%).It is also known to use a 10% solution of polyvinyl alcohol (PVA) as a temporary technological bond in the manufacture of complex-shaped products from a ceramic material based on silicon nitride by the sintering method [RU 2610744, 2015]. The disadvantage is low porosity (no more than 0.1%).

Известен получения пористых материалов [RU №2533510, 2014], включающий приготовление реакционной смеси, получение заготовки методом подпрессовки реакционной смеси в формообразующей оправке и самораспространяющийся высокотемпературный синтез на воздухе, при этом в состав реакционной смеси дополнительно вводят жидкое связующее, газифицирующееся при терморазложении, проводят сушку заготовки в формообразующей оправке с ее последующим извлечением и отверждение заготовки, а самораспространяющийся высокотемпературный синтез проводят в оправках из огнеупорного газопроницаемого углеродосодержащего материала. В качестве жидкого связующего используют 3-5% водный раствор поливинилового спирта.It is known to obtain porous materials [RU No. 2533510, 2014], including the preparation of a reaction mixture, obtaining a blank by pressing the reaction mixture in a forming mandrel and self-propagating high-temperature synthesis in air, while a liquid binder is additionally introduced into the reaction mixture, gasifying during thermal decomposition, drying is carried out billets in a forming mandrel with its subsequent extraction and hardening of the billet, and self-propagating high-temperature synthesis is carried out in mandrels made of refractory gas-permeable carbon-containing material. A 3-5% aqueous solution of polyvinyl alcohol is used as a liquid binder.

При реализации изобретения получают высокопористые длинномерные керамические блоки с открытой пористостью 65-85%, средним сечением пор от 0.25 мм до 2 мм, термостойкостью 1700°С, прочностью на сжатие от 0.5 до 50 МПа.When implementing the invention, highly porous long-length ceramic blocks are obtained with an open porosity of 65-85%, an average pore section of 0.25 mm to 2 mm, a heat resistance of 1700 ° C, and a compressive strength of 0.5 to 50 MPa.

Недостатками являются многокомпонентность шихты и ее дороговизна, сложность технологической оснастки с использованием огнеупорного вспененного углеродсодержащего материала, ступенчатая подпрессовка каждой навески смеси, ограниченность сортимента изделий (только в виде трубы) с конкретной сферой применения (только в качестве носителя для каталитических моноблоков для переработки углеводородного сырья, насадков для организации горения).The disadvantages are the multicomponent composition of the charge and its high cost, the complexity of the technological equipment using refractory foamed carbon-containing material, the stepwise pre-pressing of each sample of the mixture, the limited range of products (only in the form of a pipe) with a specific field of application (only as a carrier for catalytic monoblocks for processing hydrocarbons, nozzles for organizing combustion).

Известен способ получения пористой керамики из нитрида кремния [CN 107353036, 2017].A known method of producing porous ceramics from silicon nitride [CN 107353036, 2017].

Способ заключается в том, что порошок Si3N4, нанометровый порошок кремния и поверхностно-активного вещества - поливинилового спирта, подвергают смешению и измельчению в шаровой мельнице для получения поверхностно модифицированного нитрида кремния. Смесь измельчают в шаровой мельнице с получением готовой суспензии с содержанием твердого вещества. Керамический полуфабрикат обжигают, затем проводят спекание в газообразном азоте с получением пористой керамики Si3N4. Способ позволяет контролировать структуру, керамика имеет высокую пористость, линейная скорость усадки снижается, механические свойства, такие как прочность на изгиб, улучшаются.The method consists in the fact that powder Si 3 N 4 , nanometer powder of silicon and surfactant - polyvinyl alcohol, is subjected to mixing and grinding in a ball mill to obtain surface modified silicon nitride. The mixture is milled in a ball mill to obtain a final solid slurry. Ceramic semi-finished product is fired, then sintering is carried out in gaseous nitrogen to obtain porous ceramic Si 3 N 4 . The method makes it possible to control the structure, ceramics have high porosity, the linear shrinkage rate decreases, mechanical properties such as flexural strength are improved.

Основным недостатком такого способа является высокая стоимость порошков нитрида кремния и нанометрового порошка кремния, высокая энергоемкость процесса.The main disadvantage of this method is the high cost of silicon nitride powders and nanosized silicon powder, high energy consumption of the process.

Наиболее близким техническим решением является легирующий материал на основе нитрида кремния и способ его получения [RU 2218440, 2003]. В способе в качестве исходного сплава использую ферросилиций, содержащий 40-95% кремния, который измельчают в порошок с размером частиц не более 2.5 мм, при содержании частиц менее 0.2 мм не менее 45%, и помещают в атмосферу азота при давлении 0.1016.6 МПа. Затем сплав нагревают до 1350-2100°С, инициируя экзотермическую реакцию образования нитрида кремния, насыщают азотом в режиме самоподдерживающегося горения, поддерживая заданную температуру до окончания горения, при этом образовавшийся в результате горения материал выдерживают в атмосфере азоте при повышенном давлении в течение времени, достаточном для образования требуемого содержания нитрида кремния в конечном продукте. Конечный продукт представляет собой прочный, хорошо спекшийся материал, состоящий из нитрида кремния (50.0-77.8%)), железа (3.2-28.81%) и силицидов железа (5.0-40.0%). Имеются следы карбидов и алюминидов.The closest technical solution is an alloying material based on silicon nitride and a method for its production [RU 2218440, 2003]. In the method, as an initial alloy, I use ferrosilicon containing 40-95% silicon, which is ground into powder with a particle size of not more than 2.5 mm, with a particle content of less than 0.2 mm, not less than 45%, and placed in a nitrogen atmosphere at a pressure of 0.1016.6 MPa ... Then the alloy is heated to 1350-2100 ° C, initiating an exothermic reaction of the formation of silicon nitride, saturated with nitrogen in a self-sustained combustion mode, maintaining a given temperature until the end of combustion, while the material formed as a result of combustion is kept in a nitrogen atmosphere at an elevated pressure for a time sufficient to form the required content of silicon nitride in the final product. The final product is a strong, well-sintered material consisting of silicon nitride (50.0-77.8%)), iron (3.2-28.81%) and iron silicides (5.0-40.0%). There are traces of carbides and aluminides.

Получение пористых материалов из промышленных ферросплавов авторам неизвестно.The authors are not aware of the preparation of porous materials from industrial ferroalloys.

Настоящее изобретение направлено на разработку высокопроизводительного и низкоэнергозатратного способа получения пористых нитридсодержащих композиционных материалов, обладающих высокой прочностью, открытой микроструктурной пористостью и износостойкостью, из дешевого, доступного сырья (промышленных ферросплавов или отходов ферросплавного производства).The present invention is directed to the development of a high-performance and low-energy-consuming method for producing porous nitride-containing composite materials with high strength, open microstructural porosity and wear resistance, from cheap, available raw materials (industrial ferroalloys or ferroalloy production waste).

Техническим результатом предлагаемого изобретения является получение пористого композиционного материала на основе нитрида кремния с микропористой структурой, высокими физико-механическими свойствами.The technical result of the proposed invention is to obtain a porous composite material based on silicon nitride with a microporous structure, high physical and mechanical properties.

Технический результат достигается тем, что предложен способ получения микроструктурного материала, заключающийся в том, что смешивают тугоплавкий компонент - ферросилиций или ферросиликоалюминий с размером частиц менее 100 мкм с водным раствором поливинилового спирта в качестве жидкого связующего, формируют заготовку заданной формы, которую замораживают до температуры ниже 0°С, достаточной для ее структурирования, с последующим размораживанием в течение 4-5 часов при комнатной температуре и сушкой при 60°С в вакууме при остаточном давлении не более 0,01 МПа. Компоненты смеси берут в следующем соотношении, мас. %:The technical result is achieved by the fact that a method for producing a microstructural material is proposed, which consists in mixing a refractory component - ferrosilicon or ferrosilicoaluminum with a particle size of less than 100 microns with an aqueous solution of polyvinyl alcohol as a liquid binder, forming a preform of a given shape, which is frozen to a temperature below 0 ° C, sufficient for its structuring, followed by thawing for 4-5 hours at room temperature and drying at 60 ° C in vacuum with a residual pressure of not more than 0.01 MPa. The components of the mixture are taken in the following ratio, wt. %:

ферросилиций или ферросиликоалюминий - 50-70ferrosilicon or ferrosilicoaluminum - 50-70

поливиниловый спирт - 3-10polyvinyl alcohol - 3-10

вода - остальное.water is the rest.

Самоподдерживающийся режим горения - самораспространяющийся высокотемпературный синтез (СВС) проводят в среде азота при давлении 1-10 МПа.Self-sustaining combustion mode - self-propagating high-temperature synthesis (SHS) is carried out in a nitrogen atmosphere at a pressure of 1-10 MPa.

В качестве порошка ферросилиция (ФС) используют марку ПУД-75 с содержанием кремния 82.0 мас. %., остальное железо. По результатам рентгенофазового анализа (РФА) ферросилиций представляет собой двухфазный материал, состоящий из кремния и высокотемпературного лебоита (FeSi2).The ferrosilicon (FS) powder used is the PUD-75 grade with a silicon content of 82.0 wt. %., the rest is iron. According to the results of X-ray phase analysis (XRD), ferrosilicon is a two-phase material consisting of silicon and high-temperature leboite (FeSi 2 ).

В качестве порошка ферросиликоалюминия (ФСА) используют марку ФС65А15, содержащую 60.1 мас. % кремния, 13.3 мас. % алюминия, остальное железо. По результатам рентгенофазового анализа (РФА) исходный ферросплав представляет собой двухфазный материал, состоящий из кремния и высокотемпературного лебоита. С помощью микроспектрального анализа исходного ФСА установлено, что алюминий находится в составе твердого раствора на основе FeSi2, образуя две фазы с различным соотношением кремния и алюминия: FeSi2,2Al0,4 и FeSi1,6Al2,2. Кроме того, алюминий входит в состав примесных фаз - Al0,5Fe0,5 и Al2O3.The grade FS65A15 is used as a ferrosilicoaluminum (FSA) powder, containing 60.1 wt. % silicon, 13.3 wt. % aluminum, the rest is iron. According to the results of X-ray phase analysis (XRD), the initial ferroalloy is a two-phase material consisting of silicon and high-temperature leboite. Using microspectral analysis of the initial FSA, it was found that aluminum is in the composition of a solid solution based on FeSi 2 , forming two phases with different ratios of silicon and aluminum: FeSi 2.2 Al 0.4 and FeSi 1.6 Al 2.2 . In addition, aluminum is part of the impurity phases - Al 0.5 Fe 0.5 and Al 2 O 3 .

Результаты химического анализа показывают, что содержание кремния в сплаве составляет 60%, алюминия - 13%, остальное железо.The results of chemical analysis show that the content of silicon in the alloy is 60%, aluminum - 13%, the rest is iron.

В изобретении существующую проблему получения изделий определенной формы из нитридсодержащих материалов, трудно обрабатываемых в связи с их высокой прочностью и низкой пластичностью, устраняют одним из наиболее эффективных способов получения изделий заданной формы криоструктурированием исходных мелкодисперсных реагентов. Блокировка каналов фильтрации молекул азота во внутренний объем сформованного изделия может быть устранена путем предварительного формирования матриц криогелей на основе поливинилового спирта (ПВС), наполненных мелкодисперсным порошком ферросплава.In the invention, the existing problem of obtaining articles of a certain shape from nitride-containing materials, which are difficult to process due to their high strength and low plasticity, is eliminated by one of the most effective methods for obtaining articles of a given shape by cryostructuring the initial finely dispersed reagents. The blockage of filtration channels of nitrogen molecules into the internal volume of a molded article can be eliminated by pre-forming matrices of cryogels based on polyvinyl alcohol (PVA), filled with finely dispersed ferroalloy powder.

Использование в составе шихты вязкого водного раствора поливинилового спирта обусловлено его хорошей смачиваемостью (капиллярной пропиткой) по отношению к поверхностям частиц порошка ферросплава. При введении в порошковую смесь расчетного объема раствора ПВС наблюдают быстрое и равномерное его распределение в объеме шихты. В заявляемых пределах раствор ПВС обеспечивает получение упругой матрицы криогеля, наполненной порошком ферросплава. Формирование криогеля перед СВС-азотированием позволяет избежать блокировки каналов для диффузии молекул азота во внутренний объем сформованного материала при СВС.Кроме того, ПВС позволяет получить желаемую форму и размер материала при формировании порошка ферросплава. В процессе СВС в атмосфере азота под воздействием высоких температур происходит разложение молекул ПВС до углекислого газа, воды и аммиака.The use of a viscous aqueous solution of polyvinyl alcohol in the composition of the charge is due to its good wettability (capillary impregnation) in relation to the surfaces of the ferroalloy powder particles. When the calculated volume of PVA solution is introduced into the powder mixture, its rapid and uniform distribution in the volume of the charge is observed. Within the claimed limits, the PVA solution provides an elastic cryogel matrix filled with ferroalloy powder. The formation of a cryogel before SHS nitriding makes it possible to avoid blocking the channels for the diffusion of nitrogen molecules into the inner volume of the molded material during SHS. In addition, PVA makes it possible to obtain the desired shape and size of the material during the formation of a ferroalloy powder. In the process of SHS in a nitrogen atmosphere under the influence of high temperatures, the decomposition of PVA molecules to carbon dioxide, water and ammonia occurs.

Соотношение ферросплава, поливинилового спирта и воды выбирают исходя из расчетного содержания, необходимого для обеспечения стабильно протекающего процесса горения и дальнейшего формирования пористости материала.The ratio of ferroalloy, polyvinyl alcohol and water is selected based on the calculated content required to ensure a stable combustion process and further formation of material porosity.

Режимы структурирования - замораживание при температуре ниже 0°С, оптимально минус 0.5-20°С, с последующим медленным размораживанием в течение 4-5 часов при комнатной температуре и сушкой при 60°С в вакууме при остаточном давлении не более 0,01 МПа обеспечивают требуемую структуру, форму получаемого материала и проведение последующего процесса СВС.Structuring modes - freezing at temperatures below 0 ° C, optimally minus 0.5-20 ° C, followed by slow defrosting for 4-5 hours at room temperature and drying at 60 ° C in vacuum with a residual pressure of no more than 0.01 MPa provide the required structure, form of the resulting material and the subsequent SHS process.

Методика криотропного формирования объектов из порошков ферросплава может быть использована для разработки оптимального способа получения нитридсодержащих изделий заданной формы, обладающих высокой прочностью, пористостью и коммерческой ценностью. Помимо нитридсодержащих порошков эту методику можно использовать на любых порошках и дисперсных смесях для получения сырых прессовок с целью последующего спекания или СВС. Проблемой является разработка таких составов органических связующих, которые сочетают хорошую смачиваемость поверхности порошков, оптимальную вязкость, обеспечение достаточной прочности заготовок после испарения растворителей и минимальное загрязнение углеродом после термического разложения связующего.The technique of cryotropic formation of objects from ferroalloy powders can be used to develop an optimal method for obtaining nitride-containing products of a given shape, which have high strength, porosity, and commercial value. In addition to nitride-containing powders, this technique can be used on any powders and dispersed mixtures to obtain green compacts for subsequent sintering or SHS. The challenge is to develop organic binder formulations that combine good powder surface wettability, optimum viscosity, sufficient workpiece strength after solvent evaporation, and minimal carbon contamination after thermal decomposition of the binder.

Азотирование ферросплавов осуществляют в режиме фильтрационного горения, для которого характерна сильная зависимость закономерностей горения и степени азотирования от давления и дисперсности исходного порошка. Установлено, что оптимальный размер частиц исходных ферросплавов должен быть менее 100 мкм. Скорость горения ферросилиция и ферросиликоалюминия с увеличением размера частиц более 100 мкм быстро снижается, что приводит, в свою очередь, к снижению содержания азота в продуктах горения (соответственно и к снижению степени превращения кремния в нитрид) вследствие большого недогорания используемых ферросплавов.Ferroalloys nitriding is carried out in the filtration combustion mode, which is characterized by a strong dependence of the regularities of combustion and the degree of nitriding on the pressure and dispersion of the initial powder. It has been established that the optimal particle size of the initial ferroalloys should be less than 100 microns. The combustion rate of ferrosilicon and ferrosilicoaluminum rapidly decreases with an increase in the particle size of more than 100 μm, which, in turn, leads to a decrease in the nitrogen content in the combustion products (and, accordingly, to a decrease in the degree of conversion of silicon into nitride) due to the large underburning of the used ferroalloys.

Продукты с максимальной степенью азотирования удается получить при давлении 1-10 МПа, когда создается необходимый его перепад, обеспечивающий подвод достаточного количества азота в зону реакции. Дальнейшее повышение начального давления нецелесообразно, так как оно приводит к падению содержания азота в нитриде вследствие роста температуры и спекания продуктов реакции. При давлении менее 1 МПа проведение процесса не представляется возможным, поскольку ферросиликоалюминий и ферросилиций при таком давлении не горят.Products with the maximum degree of nitriding can be obtained at a pressure of 1-10 MPa, when the necessary pressure drop is created, providing a sufficient supply of nitrogen to the reaction zone. A further increase in the initial pressure is impractical, since it leads to a decrease in the nitrogen content in the nitride due to an increase in temperature and sintering of the reaction products. At a pressure of less than 1 MPa, the process is not possible, since ferrosilicon and ferrosilicon do not burn at this pressure.

Инициирование процесса горения проводят от порошкообразной поджигающей смеси с помощью вольфрамовой спирали, через которую пропускают электрический ток. Поднимать давление выше 10 МПа нецелесообразно из экономических соображений и с точки зрения безопасного использования оборудования.The initiation of the combustion process is carried out from a powdery igniting mixture using a tungsten coil, through which an electric current is passed. Raising the pressure above 10 MPa is impractical for economic reasons and from the point of view of safe use of equipment.

После прохождения фронта горения образец выдерживают в атмосфере азота до полного остывания. Затем давление сбрасывают, а продукт СВС извлекают из установки. Способ отличается низкими энерго- и трудозатратами, поскольку протекает достаточно быстро (0.1-0.5 часа).After passing the combustion front, the sample is kept in a nitrogen atmosphere until it cools completely. The pressure is then released and the SHS product is recovered from the plant. The method is characterized by low energy and labor costs, since it proceeds quickly enough (0.1-0.5 hours).

В настоящее время для получения изделия заданной конфигурации порошки ферросплавов прессуют под высоким давлением, что приводит ухудшению фильтрации азота, снижению глубины превращения или невозможностью осуществления реакции.At present, to obtain an article of a given configuration, ferroalloy powders are pressed under high pressure, which leads to a deterioration in nitrogen filtration, a decrease in the conversion rate, or the impossibility of carrying out the reaction.

Скорости горения ферросплавов в азоте значительно ниже, чем элементных порошков, что обеспечивает более высокую степень азотирования. Нитрид кремния, полученный взаимодействием сплава (ферросилиция, ферросиликоалюминия) с азотом в режиме фильтрационного горения, наряду с известными а- и р- модификациями, имеющими гексагональную кристаллическую решетку, образуют полиморфные модификации с тетрагональной и орторомбической кристаллическими решетками, что свидетельствует о принципиально ином механизме нитридообразования при горении сплава.The combustion rates of ferroalloys in nitrogen are much lower than that of elemental powders, which provides a higher degree of nitriding. Silicon nitride obtained by the interaction of an alloy (ferrosilicon, ferrosilicoaluminum) with nitrogen in the filtration combustion mode, along with the known a- and p- modifications having a hexagonal crystal lattice, form polymorphic modifications with tetragonal and orthorhombic crystal lattices, which indicates a fundamentally different mechanism of nitride formation when burning the alloy.

На фигуре 1 представлена схема проведения синтеза пористого композиционного материала на основе нитрида кремния.The figure 1 shows a diagram of the synthesis of a porous composite material based on silicon nitride.

На фигуре 2 представлена схема проведения процесса горения.Figure 2 shows a diagram of the combustion process.

На фигуре 3 представлен электронный микроснимок образца готового материала, полученного в условиях предлагаемого способа. Из представленного снимка видно, что готовый материал имеет однородную микроструктуру без включения непрореагировавших реагентов, вследствие испарения в процессе синтеза.Figure 3 shows an electron micrograph of a sample of the finished material obtained under the conditions of the proposed method. The picture shows that the finished material has a homogeneous microstructure without the inclusion of unreacted reagents due to evaporation during the synthesis.

Прочностные свойства нитридсодержащих пористых материалов оценивают значением предела прочности на сжатие и определяют на приборе Пресс ПГМ-100МГ4 по ГОСТ 10180. Пористость оценивают на поромере Quantachrome PoreMaster 33.The strength properties of nitride-containing porous materials are assessed by the value of the ultimate compressive strength and determined on a Press PGM-100MG4 device according to GOST 10180. The porosity is assessed on a Quantachrome PoreMaster 33 porosimeter.

Ниже приведены примеры осуществления способа.Below are examples of the implementation of the method.

Пример 1.Example 1.

Берут 100 г порошка ферросилиция (ФС) марки ПУД-75 с содержанием кремния 82.0 мас. %. По результатам рентгенофазового анализа (РФА) ферросилиций представляет собой двухфазный материал, состоящий из кремния и высокотемпературного лебоита (FeSi2). Берут 40 г водного раствора ПВС, массовое содержание полимера в котором составляет 2% мас., помещают в пластмассовую форму объемом 90 мл и при перемешивании полимерного раствора добавляют 60 г ФС (размер частиц менее 100 мкм) с насыпной плотностью 1.5 г/см3. Вязкую суспензию тщательно перемешивают, формируют брикеты диаметром 40 мм, высотой 50 мм и помещают на 20 часов в холодильную камеру при температуре -20°С. Далее размораживают при комнатной температуре в течение 4 часов. После размораживания образуется криогель, наполненный ФС. Далее образец сушат при температуре 60°С путем вакуумирования (до полного обезвоживания образца). После высушивания получают прочный брикет, содержащий ферросилиций. Далее полученные брикеты помещают в установку постоянного давления и сжигают в атмосфере азота при давлении 4 МПа. Воспламенение осуществляют от порошкообразной поджигающей смеси с помощью вольфрамовой спирали, через которую пропускают электрический ток. После прохождения фронта горения образец выдерживают в атмосфере азота до полного остывания, затем давление сбрасывают, а продукт СВС извлекают из установки для дальнейших исследований. Другие примеры, а также фазовый состав полученных пористых материалов, результаты измерения предела прочности на сжатие и пористости приведены в таблице.Take 100 g of powder of ferrosilicon (FS) grade PUD-75 with a silicon content of 82.0 wt. %. According to the results of X-ray phase analysis (XRD), ferrosilicon is a two-phase material consisting of silicon and high-temperature leboite (FeSi 2 ). Take 40 g of an aqueous solution of PVA, the mass content of the polymer in which is 2% wt., Is placed in a plastic form with a volume of 90 ml and while stirring the polymer solution, add 60 g of PS (particle size less than 100 μm) with a bulk density of 1.5 g / cm 3 . The viscous suspension is thoroughly mixed, briquettes with a diameter of 40 mm, a height of 50 mm are formed and placed in a refrigerator at a temperature of -20 ° C for 20 hours. Then defrost at room temperature for 4 hours. After thawing, a cryogel filled with PS is formed. Then the sample is dried at a temperature of 60 ° C by evacuation (until the sample is completely dehydrated). After drying, a strong briquette containing ferrosilicon is obtained. Next, the resulting briquettes are placed in a constant pressure unit and burned in a nitrogen atmosphere at a pressure of 4 MPa. Ignition is carried out from the powdery igniting mixture using a tungsten coil through which an electric current is passed. After passing the combustion front, the sample is kept in a nitrogen atmosphere until it cools completely, then the pressure is released, and the SHS product is removed from the installation for further research. Other examples, as well as the phase composition of the obtained porous materials, the results of measuring the compressive strength and porosity are given in the table.

Пример 2.Example 2.

Берут 100 г порошка ферросиликоалюминия (ФСА) марки ФС65Ф15 с содержанием кремния 60.1 мас. %, алюминия 13.3 мас. % По результатам рентгенофазового анализа (РФА) ферросилиций представляет собой двухфазный материал, состоящий из кремния и высокотемпературного лебоита (FeSi2). В качестве примесных фаз присутствуют Fe0,5Al0,5 и Al2O3. Берут 50 г водного раствора ПВС, массовое содержание полимера в котором составляет 2,5% мас, помещают в пластмассовую форму объемом 90 мл и при перемешивании полимерного раствора добавляют 50 г ФСА с насыпной плотностью 1.5 г/см3. Вязкую суспензию, содержащую 2.5% мас. ПВС тщательно перемешивают, формируют брикеты диаметром 40 мм, высотой 50 мм и помещают на 15 часов в холодильную камеру при температуре -20°. Далее размораживают при комнатной температуре в течение 4 часов. После размораживания образуется криогель, наполненный ФС. Далее образец сушат при температуре 60° путем вакуумирования (до полного обезвоживания образца). После высушивания получают прочный брикет, содержащий ферросиликоалюминий. Далее полученные брикеты помещают в установку постоянного давления и сжигают в атмосфере азота при давлении 4 МПа. Воспламенение осуществляют от порошкообразной поджигающей смеси с помощью вольфрамовой спирали, через которую пропускают электрический ток. После прохождения фронта горения образец выдерживают в атмосфере азота до полного остывания, затем давление сбрасывают, а продукт СВС извлекают из установки для дальнейших исследований.Take 100 g of powder of ferrosilicoaluminum (FSA) grade FS65F15 with a silicon content of 60.1 wt. %, aluminum 13.3 wt. % According to the results of X-ray phase analysis (XRD), ferrosilicon is a two-phase material consisting of silicon and high-temperature leboite (FeSi 2 ). Fe 0.5 Al 0.5 and Al 2 O 3 are present as impurity phases. Take 50 g of an aqueous solution of PVA, the mass content of the polymer in which is 2.5% wt, placed in a plastic mold with a volume of 90 ml and while stirring the polymer solution add 50 g of PSA with a bulk density of 1.5 g / cm 3 . A viscous suspension containing 2.5% wt. PVA is thoroughly mixed, briquettes with a diameter of 40 mm, a height of 50 mm are formed and placed for 15 hours in a refrigerator at a temperature of -20 °. Then defrost at room temperature for 4 hours. After thawing, a cryogel filled with PS is formed. Then the sample is dried at a temperature of 60 ° by evacuation (until the sample is completely dehydrated). After drying, a strong briquette is obtained containing ferrosilicoaluminum. Next, the resulting briquettes are placed in a constant pressure unit and burned in a nitrogen atmosphere at a pressure of 4 MPa. Ignition is carried out from the powdery igniting mixture using a tungsten coil through which an electric current is passed. After passing the combustion front, the sample is kept in a nitrogen atmosphere until it cools completely, then the pressure is released, and the SHS product is removed from the installation for further research.

В примере 3 способ осуществляют аналогично примеру 1, только в качестве ферросплава используют отходы производства ферросилиция Новокузнецкого завода ферросплавов.In example 3, the method is carried out analogously to example 1, only the waste of ferrosilicon production of the Novokuznetsk ferroalloy plant is used as a ferroalloy.

Примеры, а также фазовый состав полученных пористых материалов, результаты измерения предела прочности на сжатие и пористости приведены в таблице.Examples, as well as the phase composition of the obtained porous materials, the results of measuring the compressive strength and porosity are given in the table.

Способ существенно расширяет сферу применения изделий из дешевых, доступных, неочищенных ферросплавов при отсутствии потребления электроэнергии, быстротечности процесса синтеза, на простом технологическом оборудовании, имеющем длительный период эксплуатации, при отсутствии потерь сырья при азотировании и исключении вредных выбросов в окружающую среду, неочевидного использования криоструктурирования. Кроме того, сырьем может служить очень мелкая фракция (пыль), которая образуется при дроблении ферросплавов. Утилизация этой пыли - довольно сложная задача для ферросплавных заводов - может быть с успехом решена предлагаемым способом.The method significantly expands the scope of application of products made of cheap, affordable, unrefined ferroalloys in the absence of electricity consumption, rapidity of the synthesis process, on simple technological equipment with a long operating period, in the absence of raw material losses during nitriding and the elimination of harmful emissions into the environment, the unobvious use of cryostructuring. In addition, a very fine fraction (dust), which is formed during crushing of ferroalloys, can serve as a raw material. Utilization of this dust - a rather difficult task for ferroalloy plants - can be successfully solved by the proposed method.

Способ обеспечивает получение передовой высококачественной пористой керамики на основе нитрида кремния с повышенными эксплуатационными свойствами (прочность на сжатие 37-39 МПа, пористость 35.5-50.0%, устойчивость к динамическим и статическим нагрузкам изделий, изготовленных на основе полученного пористого материала) за счет сформированной однородной микроструктуры без включения непрореагировавших реагентов, получения оптимальной равнопористости материала, а также возможности формования сложнопрофильных изделий.The method provides for the production of advanced high-quality porous ceramics based on silicon nitride with improved performance properties (compressive strength 37-39 MPa, porosity 35.5-50.0%, resistance to dynamic and static loads of products made on the basis of the obtained porous material) due to the formed homogeneous microstructure without the inclusion of unreacted reagents, obtaining optimal uniform porosity of the material, as well as the possibility of forming complex-shaped products.

Figure 00000001
Figure 00000001

Claims (9)

1. Способ получения пористого материала, включающий инициирование самоподдерживающегося режима горения порошка ферросплава в атмосфере азота при повышенном давлении с последующим охлаждением образовавшегося продукта, отличающийся тем, что порошок ферросплава предварительно смешивают с водным раствором поливинилового спирта, из смеси формируют заготовки, которые подвергают криоструктурированию замораживанием при температуре ниже 0°С с последующим размораживанием в течение 4-5 часов при комнатной температуре и сушкой при 60°С в вакууме при остаточном давлении не более 0,01 МПа.1. A method for producing a porous material, including the initiation of a self-sustaining combustion mode of a ferroalloy powder in a nitrogen atmosphere at an elevated pressure, followed by cooling the resulting product, characterized in that the ferroalloy powder is pre-mixed with an aqueous solution of polyvinyl alcohol, from the mixture blanks are formed, which are subjected to cryostructuring by freezing at temperature below 0 ° C, followed by defrosting for 4-5 hours at room temperature and drying at 60 ° C in vacuum with a residual pressure of not more than 0.01 MPa. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве порошка ферросплава используют порошок ферросилиция или ферросиликоалюминия, или отходы их производства.2. A method according to claim 1, characterized in that the ferrosilicon or ferrosilicoaluminum powder or their production waste is used as the ferroalloy powder. 3. Способ по любому из пп. 1 и 2, отличающийся тем, что компоненты смеси взяты в следующем соотношении, мас.%:3. A method according to any one of claims. 1 and 2, characterized in that the components of the mixture are taken in the following ratio, wt%: порошок ферросплава - 50-70ferroalloy powder - 50-70 поливиниловый спирт - 3-10polyvinyl alcohol - 3-10 вода - остальное.water is the rest. 4. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что порошок ферросплава имеет размер частиц менее 100 мкм.4. A method according to any one of claims. 1-3, characterized in that the ferroalloy powder has a particle size of less than 100 microns. 5. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что горение проводят при давлении 1-10 МПа.5. The method according to any one of claims. 1-4, characterized in that the combustion is carried out at a pressure of 1-10 MPa. 6. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что замораживание осуществляют при минус 0,5-25°С в течение 15-20 часов.6. The method according to any one of claims. 1-5, characterized in that freezing is carried out at minus 0.5-25 ° C for 15-20 hours.
RU2019140666A 2019-12-09 2019-12-09 Method of producing porous material based on silicon nitride RU2736195C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019140666A RU2736195C1 (en) 2019-12-09 2019-12-09 Method of producing porous material based on silicon nitride

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019140666A RU2736195C1 (en) 2019-12-09 2019-12-09 Method of producing porous material based on silicon nitride

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2736195C1 true RU2736195C1 (en) 2020-11-12

Family

ID=73461002

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019140666A RU2736195C1 (en) 2019-12-09 2019-12-09 Method of producing porous material based on silicon nitride

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2736195C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2775926C1 (en) * 2021-11-19 2022-07-12 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Method for producing porous permeable ceramics

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6341739B1 (en) * 1997-01-11 2002-01-29 Imerys Minerals Limited Processing of ceramic materials
RU2218440C2 (en) * 2001-05-15 2003-12-10 Зиатдинов Мансур Хузиахметович Dopand material based on silicon nitride and method of its production
RU2540579C2 (en) * 2013-06-10 2015-02-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Томский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук (ТНЦ СО РАН) Method of obtaining of catalyst for sewage cleaning from phenol, catalyst obtained by this method, and method of cleaning of sewage from phenol using this catalyst

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6341739B1 (en) * 1997-01-11 2002-01-29 Imerys Minerals Limited Processing of ceramic materials
RU2218440C2 (en) * 2001-05-15 2003-12-10 Зиатдинов Мансур Хузиахметович Dopand material based on silicon nitride and method of its production
RU2540579C2 (en) * 2013-06-10 2015-02-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Томский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук (ТНЦ СО РАН) Method of obtaining of catalyst for sewage cleaning from phenol, catalyst obtained by this method, and method of cleaning of sewage from phenol using this catalyst

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2775926C1 (en) * 2021-11-19 2022-07-12 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Method for producing porous permeable ceramics

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8562702B2 (en) Abrasive compact
Mohanta et al. Processing and properties of low cost macroporous alumina ceramics with tailored porosity and pore size fabricated using rice husk and sucrose
CN101503298B (en) Method for preparing silicon nitride porous ceramic by gel injection moulding
Wang et al. Porous SiC ceramics prepared via freeze-casting and solid state sintering
JPH09175865A (en) Production of alpha-type silicon carbide powder composition and its sintered compact
Bai et al. Fabrication of directional SiC porous ceramics using Fe2O3 as pore-forming agent
Lim et al. Porous sodium borate-bonded SiC ceramics
Akpinar et al. Silicon carbide particle reinforced mullite composite foams
JPS6045122B2 (en) Production method of β’-Sialon
JPH0768066B2 (en) Heat resistant composite and method for producing the same
Han et al. Fabrication and properties of silica/mullite porous ceramic by foam-gelcasting process using silicon kerf waste as raw material
Mishra et al. Processing, properties and microstructure of SiC foam derived from epoxy-modified polycarbosilane
Yao et al. Gradient porous silicon nitride prepared via vacuum foaming and freeze drying
Wang et al. Porous SiC ceramics fabricated by quick freeze casting and solid state sintering
CN107010990B (en) Preparation method of low-thermal-conductivity cordierite porous ceramic
US7670979B2 (en) Porous silicon carbide
RU2736195C1 (en) Method of producing porous material based on silicon nitride
Vijayan et al. Low‐density open cellular silicon carbide foams from sucrose and silicon powder
CN107935576B (en) Silicon nitride combined mullite-silicon carbide ceramic composite material and preparation method thereof
CN106946585B (en) Method for preparing low-heat-conductivity magnesia-alumina spinel refractory brick by utilizing artificially synthesized microporous spinel
Tuyen et al. Formation of rod-like Si3N4 grains in porous SRBSN bodies using 6Y2O3–2MgO sintering additives
JP3571163B2 (en) Manufacturing method of aluminum nitride
Shi et al. Fabrication of high purity porous SiC ceramics using coat mix process
CN109336610B (en) Silicon carbide porous ceramic and low-temperature firing method thereof
Manoj Kumar et al. Influence of submicron SiC particle addition on porosity and flexural strength of porous self-bonded silicon carbide