SU798506A1

SU798506A1 - Protective coating for termocouple tips

Info

Publication number: SU798506A1
Application number: SU792747581A
Authority: SU
Inventors: Евгений Александрович Казачков; Сергей Леонидович Макуров; Виталий Иванович Шибанов; Георгий Гаврилович Житник; Владимир Сергеевич Чеканов
Original assignee: Ждановский металлургический институт
Priority date: 1979-04-05
Filing date: 1979-04-05
Publication date: 1981-01-23

Description

Изобретение относитс к измерител ной технике, а именно к згицитным покрыти м , вл ющимс наиболее простым и доступным .средством, повышающим термостойкость огнеупорных материало в частности защитных наконечников термопар. Известно покрытие, содержащее гиДрат окиси алюмини и ортофосфорную Кислоту и примен емое при температурах до 1. Однако наконечники с указанньам Нокрытием выдерживают не более 1о Погружений в металл по 1 мин. или 25-30 мин, непрерывной работы.в жидкой стали. Известно покрытие, содержащее углерод (кокс), огнеупорную глину и асбест 2. Недостатком такого покрыти вл ётс наличие углерода, взаимодействующего при высоких температурах с керамикой згидитного наконечника, а также низка прочность. Наиболее близким по составу вл етс покрытие, содержащее нитрид бора , дистенсиллиманит и св зующее з Однако указанЬое покрытие характеризуетс недостаточной термостойкостью и прочностью при температурах до 1700°С. Цель изобретени - увеличение термостойкости и прочности покрыти . Указанна цель достигаетс тем, что в состав покрыти введена двуокись циркони при следующем соотношении ингредиентов, вес.%: Нитрид бора 15-35 Дистенсиллиманит 40-50 - Двуокись циркони 15-25 Св зующееОстальное Положительный эффект за счет введени двуокиси циркони в состав покрыти обеспечиваетс тем, что спеченный муллит, образующийс из дистенсиллиманита, при высокой температуре (1600-1700°С) имеет низкий КТР (4,5-5,5)-10 1/С, т.е. такой же, как у двуокиси циркони . Кроме того, муллит и двуокись циркони имеют близкие значени коэффициента теплопроводности. Таким образом, введение двуокиси циркони (с температурой плавлени свыше 2560°С) в состав покрыти обеспечивает увеличение верхнего предела измер емой температуры или более длительную работу покрыти при 1600-1700 С, приThe invention relates to a measuring technique, in particular, to zgitsitnymi coatings, which are the simplest and most accessible means that increase the heat resistance of refractory materials, in particular thermocouple protection tips. A coating containing alumina hydrate and orthophosphoric acid and used at temperatures up to 1 is known. However, the tips with the indicated Coating withstand not more than 1o Dips into the metal for 1 min. or 25-30 minutes, continuous work. in liquid steel. A coating containing carbon (coke), refractory clay and asbestos 2 is known. The disadvantage of such a coating is the presence of carbon interacting at high temperatures with the ceramic of the tip, as well as low strength. The closest in composition is a coating containing boron nitride, distensillimanite, and a binder. However, this coating is characterized by insufficient heat resistance and strength at temperatures up to 1700 ° C. The purpose of the invention is to increase the heat resistance and durability of the coating. This goal is achieved by the fact that zirconia is introduced into the composition of the coating in the following ratio of ingredients, wt.%: Boron nitride 15-35 Distensillimanite 40-50 - Zirconium dioxide 15-25 such that sintered mullite, which is formed from dysensillimanite, at a high temperature (1600-1700 ° C) has a low CTE (4.5-5.5) -10 1 / C, i.e. same as zirconia. In addition, mullite and zirconia have similar values of thermal conductivity. Thus, the introduction of zirconium dioxide (with a melting point above 2560 ° C) into the composition of the coating provides an increase in the upper limit of the measured temperature or a longer operation of the coating at 1600-1700 ° C, with

этом термостойкость и прочность по- крыти не ухудшаютс .Thereby, the heat resistance and durability of the coating are not degraded.

Перекристаллизаци дистенсиллиманита в первичный муллит сопровождаетс возникновением стеклофазы из освобожденного кремнезема. Наличие стеклофазы увеличивает ползучесть покрыти , что уменьшает веро тность по влени трещин при различной степени термического расширени покрыти и наконечника. Улучшаетс также газонепроницаемость покрыти . Стеклофаза взаимодействует с двуокисью циркони с образованием циркона (ZrO/ S i 0 ) ,The recrystallization of desensillimanite into the primary mullite is accompanied by the appearance of a glass phase from the liberated silica. The presence of a glass phase increases the creep of the coating, which reduces the likelihood of cracking with varying degrees of thermal expansion of the coating and tip. The gas tightness of the coating is also improved. The glass phase interacts with zirconia to form zircon (ZrO / S i 0),

наличие которого также повышает стойкость покрыти .the presence of which also increases the durability of the coating.

Присутствие нитрида бора в составе покрыти обеспечивает высокую термостойкость и предотвращает его разрушение при термическом ударе. Покрытие наноситс на наконечник в несколько слоев, общей толщиной не более 2 мм.The presence of boron nitride in the coating composition provides high heat resistance and prevents its destruction during thermal shock. The coating is applied to the tip in several layers, with a total thickness of not more than 2 mm.

Результаты испытаний термопарных наконечников (термостойкость и продолжительность работы) с покрыти ми различного состава путем погружени их в жидкий металл (при 1550-1600 0). приведены в таблице.The test results of thermocouple tips (heat resistance and duration of operation) with coatings of different composition by immersing them in a liquid metal (at 1550-1600 0). are shown in the table.

50 40 40 50 50 40 40 45 5050 40 40 50 50 40 40 45 50

15 15 15 15 15 35 35 30 1515 15 15 15 15 35 35 30 15

1 212

3 4 5 6 7 8 9 Примечание: Остальное - св зующее цемент3 4 5 6 7 8 9 Note: The rest is cement bonding

Аналогичные результаты дает использование в качестве св зующего жидкого стекла.Similar results are obtained by using liquid glass as a binder.

Из приведенных данных следует, что наилучшие результаты обеспечивают покрыти составов 2-8. Снижение содержани двуокиси циркони ниже 15% и увеличение свыше 25% ухудшает стойкость покрыти .From the above data, it follows that the best results provide coatings for compounds 2-8. A decrease in the zirconium dioxide content below 15% and an increase in excess of 25% deteriorates the durability of the coating.

Испытание известного покрыти , содержащего 60% дистенсиллиманита и 30% нитрида бора показало, что длительность работы термопары не превышает 80 мин, а число теплосмен 14.A test of a known coating containing 60% of desensillimanite and 30% of boron nitride showed that the duration of the thermocouple operation does not exceed 80 minutes, and the number of heat changes is 14.

Таким образом, использование покрыти при соотношении его ингредиентов , соответствующих составам 2-8 (см.таблицу), обеспечивает значительное увеличение стойкости термопарных наконечников. :Thus, the use of a coating with a ratio of its ingredients, corresponding to compositions 2-8 (see table), provides a significant increase in the resistance of thermocouple tips. :

4040

10 14 19 17 15 34 30 22 1210 14 19 17 15 34 30 22 12

9090

140140

150150

100100

120120

115115

140140

7070

С целью снижени инерционности термопары с некоторым снижением стойкости, можно уменьшить толщину покрыти до 0,5-1,0 мм, при этом стойкость оказываетс такой же, как у известного покрыти .In order to reduce the inertia of the thermocouple with a slight decrease in resistance, it is possible to reduce the thickness of the coating to 0.5-1.0 mm, while the resistance is the same as that of the known coating.

Кроме того, предлагаемое изобретение может быть использовано также д л защиты от окислени графитовых нагревателей лабораторных печей, в качестве термоцемента дл соединени огнеупорных изделий, в качестве покрыти огнеупорных тиглей.In addition, the invention can also be used to protect against oxidation of graphite heaters in laboratory furnaces, as a thermal cement for joining refractory products, as a coating for refractory crucibles.

Claims

Invention Formula

Protective coating for thermocouple tips containing boron nitride, distensillimanite and binder, 45 characterized in that. - aluminophosphate 5,798 in order to increase the heat resistance and durability of the coating, zirconium dioxide is introduced into it at the following ratio of ingredients, wt.%: Boron nitride 15-35. Distsensillimanite 40-50 Zirconium dioxide 15-25 Binding Remaining Sources of information taken into account during expressing 5066 1. SK Danishevsky and SvedeShvets N.I. High temperature thermocouples. M., Metallurgists, 1977, p.

2. USSR author's certificate "468107, cl. G 01 K 1/10, 1973. c. USSR author's certificate in application I 2550507, class C 01 K 1/10, 5.12.77 (prototype).