SU1201267A1 - В жущее - Google Patents

Abstract

ВЯЖУЩЕЕ, включающее ортофосфорную кислоту и наполнитель, отличающеес  тем, что, с целью увеличени  кислотостойкости при и электропроводности при 400-500°С, оно содержит в качестве наполнител  карбонитрид титана с удельной поверхностью 2026 при следующем соотношении компонентов, мас.%: . Ортофосфорна  кислота35-45 Карбонитрид титана с удельной поверхностью 20-26 55-65 СП С х ,5 to Од

Description

Изобретение относитс  к жаропрочным , кислотоупорным цементам и может быть использовано в технике высоких температур в различных област х народного хоз йства: в химической промышленности, металлургии, материаловедении. Цель изобретени  - увеличение кислотостойкости при 100°С и электропроводности при 400-500 С. Карбонитрйд титана представл ет собой однофазный твердый раствор Г од-ол 0,5-0,4 который обладает лучшими индивидуальными свойствами карбида (Tic) и нитрида титана (TiN). Дл  него, например, характерны лучша  пластичность и более высока  электропроводность нитрида , но более высока  твердость и кислотостойкость карбида. Однакр на основе HjPO и кристаллического крупнодисперсного (. - 0,05 м /г) карбонитрида титана, обладающего высокой химической устойчивостью к жидким агрессивным средам, а также электропроводностью ( Ом-см), нельз  получить в жущее с электроповод щими свойствами даже при большом соотношении , так как пористость композици достигает 30-40%, а удельное электросопротивление f 10 Ом.-м. Эффект твердени  наблюдаетс  только при использовании ультрадисперсного карбонитрида титана, кристаллическа решетка которого находитс  в активи рованном состо нии, что обусловливает его повьш1енную реакционную актив ность . Степень разложени  крупнодис персного карбонитрида титана, напри мер, в концентрированной в те чение 1 ч при кип чении (Т-170 С), составл ет 0,1-0,15%, в то врем  как ультрадисперсный карбонитрид титана в аналогичных услови х разлагаетс  на 30-40%. Поэтому в в - жуш,ей системе при напичии стестен- ных условий в результате химическог взаимодействи  твердое-жидкое обра- зуютс  новые соединени , представл  ющие собою аморфные гидрофосфаты титана переменного состава, которые цементируют непрореагировавшие частицы TiCN в монолит, обеспечивай тем самым уменьшение пористости це мента,возрастание электропровод щих свойств и высокую химическую устойчивость , характерную дл  крупноразмерных частиц TiCN. Таким обра7 зом, использование ультрадисперсного карбонитрида титана позвол ет осуществить твердение в жущей системы, в то врем  как конечные свойства затвердевшего цементного камн  характеризуютс  свойствами исходного монолитного карбонитрида титана, обладающего как высоткой электропроводностью и химической стойкостью, так и термоцикличностью, и жаростойкостью. Увеличение степени дисперсности карбонитрида титана (до 20-26 ) приводит не только к увеличению активности в жущей системы (положительньй фактор), но и сопровождаетс  уменьшением расхода электропровод щего наполнител , а следовательно, возрастанием.количества жидкости затворени . Увеличение степени дне- персности до определенного предела . 3,/д. (26 ) способствует, кроме того ,улучшению физико-химических / свойств цемента. Однако при увеличении S 26 удельное электросопротивление цемента возрастает (отрицательный фактор ). Поэтому .дд  синтеза цемента, обладающего максимально высокими свойствами, необходимо использовать ультрадисперсный карбонитрид титана с удельной поверхностью 20 - 26 м /г, преимзпцественно 20-22 . Изобретение позвол ет получать электропровод щий коррозионностойкий цемен-г при невысоких температурах тепловой обработки. Ранее ультрадисперсный карбонитрид титана дл  указанных целей не использовалс . Электропровод щий цемент получают методом пластичного формировани  из теста нормальной густоты следующим образом. Определенное количество (20 г) карбонитрида титана с S уд, 20- 26 (55-65%) порционно затвор ют концентрированной ортофосфор- ной кислотой (d I,70)до получени  пластичной массы. Расходы кислоты составл ют 10,816 ,4 г (35-45 мас.%). Массовое соотношение TiCN/P2,05составл ет 2,0-3,0. Приготовленную массу укладьгаают во фторпластовые; формы 10 х 10 х 10 мм и -подвергают тепловой обработке до 300-350°С при скорости подъема температуры не более 20 град/ч. После достижени  заданных температур систему охлаждают до комнатной температуры, извлекают образцы-к бики и исследуют физико-химическ свойства затвердевшего цемента. Пример 1. Дл  получени  токонровод щего цемента берут 20 ( 65,0%) карбонитрида титана (Зуд.26 ), затвор ют путем перемешивани  в 10,8 г (35%} кон центрированной ортофосфорной кис лоты (d 1,70) до получени  пласт ной массы. Тшательно перемешанну массу в соотношении TiCN/P., укладьшают во фторпластовые форм и подвергают термообработке до со скоростью 20 град/ч. После естественного охлаждени  системы образцы озвлекают из форм и исследуют их физико-химические свойства. Удельное электросопротивление цемента. Потери массы образца в водной выт жке при , % Потери массы образца в кислотной выт жке , % НС при 20°С НС В при НзР04 при 100с Количество термоциклов (500-20 0 Рабоча  температура , С 74 Остальные примеры характеризущие сущность изобретени , предтавлены в табл. 1. Из данных табл. 1 видно, что в рассматриваемом температурном интервале 300-350с (примеры I - 6) при соблюдении рекомендуемых соотношений исходных компонентов и дисперсности порошковой составл ющей могут быть получены цементы, обладающие высоким комплексом свойств: удельным электросопротивлением р .м (при 500°С) и f .м (при ); кислотостойкостью и термоцикличностью ( 5-10). Повышение температуры термообработки (пример 7) не приводит к улучшению свойств, а увеличивает энергозатраты при синтезе цементов . Несоблюдение оптимальных условий ухудшает свойства цементного камн . Так, например, увеличение удельной поверхности(8,,д) TiCN до 30-33 (примеры 9 и 10) и снижение температуры термообработки (пример 10) характеризуетс  возрастанием количества св зующего (кислоты) и уменьшением электропровод щих свойств и химической устойчивости. Уменьшение S . до 15 м /г (примеры 9 и 10) также неблагопри тна сказываетс  на свойствах цемента. Технико-экономическа  эффективость изобретени  по сравнению с проотипом представлена в табл. 2.

« cf

К Г4

ю « н

12012678

Таблица .2

Расход наполнител  на 1 г HjPO

Температура отверждени  , С

Степень разложени  в жущего в течение 2 ч, в:

при 100 с НС1 при НС1 при НзР04 при 100°С

Удельное электросопротивление , Ом-м, при °С

1,1-1,5 1,2-1,8

300-350

300-350

2,0-2,5

0,05-0,0

0,09-0,15

0,12-0,26

Claims (1)

1. ВЯЖУЩЕЕ, включающее орто— фосфорную кислоту и наполнитель, отличающееся тем, что, с целью увеличения кислотостойкое· ти при 100®С и электропроводности при 400-500°С, оно содержит в качестве наполнителя карбонитрид титана с удельной поверхностью 2026 м²/т при следующем соотношении компонентов, мас.%:

   Ортофосфорная кислота 35—45

   Карбонитрид титана с удельной поверхностью 20—26 м²/г 55—65 ьо сэ м >

   1 ι;