автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.11, диссертация на тему:Защитные покрытия на основе полиорганокарборансилоксанов

КИЇВСЬКІЙ .ПОЛІТЕХНІЧНИЙ - ІНСТИТУТ

ОЙ

На правах рукопису

БЕК ОКСАНА МАРКІЯШВНА . .

Ш 666.94.015.42

ЗАХИСНІ ПОКРИТТЯ НА 0СК03І ПаЛІСРГЛН0!<АРБСР№С'ЦІ0КСДЬ'і5'' .

Спеціальність 05.17.11 - Технологія силікатная І, тугоплавкій . кеиеталішпаштерішіїз .

. Автореферат ' дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Дисертацією е'рукопис.' ' 7 ' ^ ’ -7 7

Робота -виконана у Київському політехнічному інституті' Науковий керізат:.-’ доктор технічних .наук, професор ; ■. * Овідерськніі Валентин Анатолійович ..

■ Офіційні опоненти: ■■-/- : .,7: •

. , 7 1. Доктор технічних наук, професор

• ’ 7. Єійєдьянсв Борис -Михайлович

' - ’ - . 7- - 7 7 2.-.-Доктор хі-мічнік наук, :.лро>і>есор ‘

...7' , - 7'7' ' '\7. ТрегзшникіБїкеягі'й кірійовкч "7,77

.Провідна'оргаяізація:•' НЩ. будівельних матеріалів та виробів;

’ ■■ .м. Київ. :77-'Л':7--7:

Захист відбудеться "У£ ” 'травня-1994 р.. 'в ,14 год: .30 хв,! на -засі-

■ данні. спеціалі говаяоі вченої! ради Д 068, '14: Об при /Київському- політехнічному інституті за адреср»:: 252Ш6., -' .■ м. Киї в-56»: проспект Перемоги, 37, КИЇ,-корпус 51,- аудиторія 212.';.’./77 7 '7:7 77 ;'- :

З дисертацією мозда ознайомитись у бібліотеці КПІ.'' ::;;7 ' 7 . - Автореферат, розісланий "//Ґ" 1994 р. і

Вчений Секретар . - • 7 7. ‘ ■

слеціаяізовано'з -вчгної ради,. . 77 ' ;; - > ■ ' , ;

кандидат'технічних яа')к, . 7. - ,-' " ;-7,-' . 7 ■' •

професор: .7 '/ •. -■ В..Я,ШТЛИЦЬКА

анотація ■ '

. *•••'. . ‘ • . * ■ • ■ .■ - _ . . , , ■ . -л - ; Дйсе'ртаційаа робота присвячена, розробці'.-захисних.покрить на .основі напсвнет, карфран&илоксаяових композицій,-..•'які володіють підвищеною' стійкістю-в'.широкому інтервалі, температур.. 'Для вирішеная тії в! задачі були вивч* я процеси тергадеструкції та термоо-кисної десурукці 'і карбоазнсилоксаку; в середовищ аргону, . азоту і. •повітря та ідеішіфіков&ні'новоутворення в процесі, деструкції. . '

, Вибраний функціональний йайоваювач: та. до датки для розширення . температурякх інтервалів..покрить на основі КБС за.рахунок'знижен-

• ня ї.х‘пористості та аідвиценштадгевійної міцності. ■ ■ '. / • •

, досліджено:вплив, АІ20з;.на структурно-реологічні І фІЗИКО*МЄ', . панічні характеристики наповненого ‘карбЬрансиЛоксану та визначені умов'я для- хімічної. взаємодії' мій тої. Виконано дослідження впливу. вказаного наловнювача на фізико-хімічні характеристики композицій,. .формування' адгезійного контакту мізтданою• композицією •. -і настилом різної хімічної природи. ■ Розроблені смали-композицій з мінеральний#-досавгамя,-;.шлаком ТЕС і оксидом.титану, які характеризуються • 'підвищено» стійкі саеуїо дії різних температурних режи-.. мів і-зовнішнього" сермргкщ.•.'Показана принципова можливість ■зд-,. корйсташкг.. розроблених. композицій для еахіїсту металічних виробів..-бід корозії, при високих температурах в умов&ч (Мукачівського заводу керамічної плитки.. . / і/.,. • ' . • . -

Автор, вахяадіе насипні’основні .положення і. ' •. ■ '

■ -наукове обгрунтування вибору.карборансилокеанового зв’ясую-чого ' і мінеральних наповнювачів'.для отримання захисних покрить з яироквм температуриш. інтервалом служби*-..-- -*■ ; ... .

■ ■ - закономірність процесів термо- та. термоокисиої деструкції

з середавщі аргону, .азоту, та повітря; '.

' фізіткогхімічні основи одержання захисних локрить для служ-

5й. в широкому інтерваяі температур; / ■ . .- ' >*, 1-

-оптимальні склади, розроблених покрить’ а також- границі ІМІСТУ окремих компонентів; , . : ;■ • ' ,

‘-механізм взаємодії ніж компонентами захисних покрить в провес! 'нагріву; : • .• - ’ •' ' '. . .

.. -шляхи регулювання ’ експлуатаційних властивостей, захисних оярить при висо’згх темиертурах. ■ , ..

Науковий консультант.' кл.н.у доц/мД'лГишюл,

ЗАГАЛЬНА ХАРАІОИЧГОША РОБОТИ.,'•

. Актуальність роботи. Розщрєшйг- асортименту, випуск -нових' вадів конструкційній матеріаіів, вимагає рішення складних задач і методів їх захисту від дії-Ьксокйк температур. Останнє можливе на ' основі ретельного вивчення фішсо-хімічних процесів, які протікають в процесі екииуаіаціЗ. .'Наяяяі на даний час конструкційні ые-. тавічкі матеріали не повністю вадовільняють поставденим вимогам. Для - покращення ексллуатацій.так : >!гфак7еристик вказаних матері елів можуть бути використані -вахнсві лохритТя, які; повинні ^.володіти

• •заатністю\Бат®ердів^ ори. вкобких.температурах ..1 тйсайх»",::йв.ви'. дідяючи в, процесі гаїтеердівшад ^іетвчіїхгпродуетів» : г. і' матй ^віїсркі фіеиксгхіміаді 'характеристики-До .;ді!аких. *латер іал 1 в. відносяться-насамперед рівногоероДу ’ кгнаповкеяі ; крею?ійоргаиічяі 'полімери, карбсраш, \ ігтертічні:'іа^?-це^енти,;/^^ічні: ,кдй;• 2якуючі5 ви- ■ согош фізи^аш і хімічнкй фіф’гшзсгщ',"-’&~-щт?рШн ':-8нахсдя§ь;

- троя».?.застосування% рігнщ-тсдіуаязі'техніки :і лрсшсдовості вв ’ явузочі- ;кл?ї *оа^адя,: ;(м^троівояяційн і; «атер і &іш т& ій ,•). ’■ •. Суттєвий ї^ад у вивчення^ фіекш-хімічних"властностей,: мож-. дивостей вестосувгннз венаповаещк і е^побнєнла --лслі^гансюкяок- ■ .: с«нів в різних ґалувах' ам{хдоЬго'«*!ва^ ■#«?' & зизд^а-

■ нов,, й.П.Харитонов» - ; М.І> Воронков^;/• ,0.0-Шеєйко; - в.яэдадав, ■ М.М.КругДИЦЬШЙ-Т&'.'ІН.;;,.Ч-V

: '• Одним в йерсп&тивішх вадів матеріалів,;, які ;одфігші.агрш-застосування в техніці для' одержания зах^снк тлкрйзь еярзсзі-.-йорганічні .лаки,.'; :& особливо':кщ>б6рансилоксачи,; > дя-кушя ’ ввсвдіЗ еластичності, терко- і®:карюст^5крсті, ,• а також адгезії .до ^заняя матеріалів.; ’"•' ;ч *'■'

' ' Суть створення таких, захисних' покрить полягає у .ровробт аде-,,

, • їодів введення відомих - оксвдтїх і силікатних наловнюгачів 1 лоба-' вок в їх склад,' а. також цілеспрямований підбір інгриді-єнтав-в ут:-равлійкя ексйлуатаційниш властивостями. Значкз? ваданшсрвэстей' налравлзлого підберу .компоненті в і'регулювання' :х стоадзк >лвгя-

■ всстей покрить 6 «аукрзой. основою для'створення їехншогіЗ адер-, кання ефектлвких. іюді<£ункиісшадькйх покрить. "

Г. ■ Робота проводилась, відповідно іь .'комплексно» ціаьовок» науко. во-тех нічною .програмою 10 ден "Створення нових високсгемпзратур--,нт керамічний і кдмгіоакаійких 'матеріаліь та виробів з них* .лміцт.

;v^:;: 1 'У,ч;;-:;;v'-;;л• ггз - :Л;.- ;

коячих комяогицій, покрить та технології їх отримання" згідно наказу, МікЗУЗу УРСР N79 від 2i.03.lS5l p. 1 планів кафедри хімічної

■ технології- .речовин Киї всі кого політехнічного інституту

(N державної реєстрації 01910048851). (;

• . Мета робота.-Вивчення. Фізико-хімічних процесів взаємодії між

. компонентами/ в- наповнених. карбсрачсшюксанових композиціях при . дії , зисоких: тешіератур 1 ■ встановлення мсшивості одержання на їх . основі' поліфуияціональних покрить s широким температурним' інтер-'• валом служби, -- а-такок підвищення І У. довговічності шляхом копегу-^ вання складів вихідних композицій. - .

•" Основні методи наукових' досліджень. При виконанні роботи використано комплекс- сучасних- методів фівико-хімічного аналізу,' які дозволяють -якісно.! кількісно оцінити характер і ступінь процесів які протікають: реятгекофагнїп!,.- електроногрфічний,. іЧ-сйектроско-пічний,.-;комплексний "термічний,-, рентгеноспектральний, растрова електронні Мікроскопія;.' \ ' ' - •.

; ■ - Відпал зразків. ■ здійснювався, для тонких плівок, в спеціальні^'

' вакуумній; печі' ДО 1673К. ;.ч >• ' ' Л- . .4 -' ' •'

■ ■ Рентгезофазозіга’аналіз виконаний - на дкфриїтометрі ДРОН-2 і ■ДРОН-З приСиКс*. - зітромінешіі. Рентгетспектральгт аналіз про-

- зодигся на електронно#/., ші^скопі .ЕШЛ-З.' - Дйфгренційно-терм^чні

лослідяеїшя проведені на дериватографі ОД-102.. системи Ф.Паулік,

З.Еаулік-, 3. Ердеі а швидкістю нагріву їО граг'хв, електроякошк' росксзоДчя5;- ярсаіфійвйя - на растровому; мікроскопі • TESLA BS-300. ІЧ-спвктроскопічтдй аналіз проводили на спектрофотометрах 1ЧС-22, ШМО 1. Specord-75-1R: методом таблеток із. сп©ктрально-чйстйм КВг.

Пря приведенні експерименту використаний/метод математичного планування, обробку результатів та розрахунки проводили на ЕОМ іш-386. ' ' ..... ; • • . ; •"

' - '• ' .* ' ■' ' ‘'І’- . ' . ' ■’ ’

* Наукова .говизна, ■ Досліджено г.ооііеси термо- І термоокисноі

деструкції ... карборавсилоксану з рідних середовищах (аргон, . азот,^ повітря). Вивчено процеси взаємодії між компон°нтами наповнених карбораясилоксанових ' композицій в тонких плівках при дії високих температур, розкритій механізм терусоклсної деструкції зв’язуючого в присутності оксиду алюмінія і встановлений факт утворення

ПРИ ЦЬОМУ: МУЛІ ТУ. ; S . ■ . .

. •. . -.4 - ' . • •

- Розроблені-наукові основи одержання полі Функціокальних кар-боравсмсксаковж вахисних покрить, .суть яких полягає у наярале-пощ відборі і регулюванні в.ихіяшіх" складів Композицій..- .

Екслеримейгашю лскзс-ано, що одержати паліфучкцдональні захисні покриття з. оптимальним. комплекс-эм фівико-хімічних складів в широкому інтервал температур можна аияхом механо-хіміцної обробки карборансилоксану сумісно з оксидами (АЗ2О3.. Т- Э2З і сиіката-

МИ. ■' ‘ / ' ,, '

. Вгачені-закономірності скпікатоутвореяня' 'і фівико-хімічних властивостей захисних покрить при нагріві,: а також мс лив і сгь їх регулювання на матеріалах різної хімічної пЬирсди. V ■ ' . ■

‘ ... Практична цінність та реалізація результатів роботи. На 6с-.

нові результатів доведения досліджень езпроло.ь’оваяі. склади' Г.ОК-' рить беввідпалювального типу дзд. захисту інструкційних 'матерів-. . лів .від дії високих' температур н£ основі 9ис*еци ;к£ф<5оранс«[локсая'. -.оксид .алюмінію.добавка. •■ ■ '* . V - . ' ■ . - . . '

• ■ Захисні покриття.. покращують експлуатаційні характеристик!! 'виробів їв.сплавів АМгд, 38ХН78Т, 014 в дорогому інтервалі температур експлустадії. Рогроблені -ск.ііади гахкснжі покрите' були використані для . захисту ©сликії . в. вигакотешерзтурній ‘області в місцях відпзлу керамічних.плиток См.Мукачево). *■ * • ' •

Економічний ефект від впровадження:резул>татів роботи склав 387 тис.крб. на ©дну піч (б цінах серпня 1993 р.).

■ ~ . * і ' ' \ '_#£•*■’ , . ' ■ ' . Апробація роботи. Основні результати дисертаційно! роботи

докпадались і обговорювались-на.ЇХ-Всесоюзній конференції, "Конструкції . і -технологія одержання виробів і б - нем$талічлих - матер*іа-дів" (міОбнінськ, 1984 .р.)'; 11 • з''ігді керамічного, товариства СРОР-"Фарфорова і ,ф? -нсбва художня кераміка'*; .(м.Москва, ’.1991 .р.); Всесоюзній «ауково-технічній конференції "Перспективні напрямки розвитку науки ? технології силікатів і тугоплавких^неметалічних матеріалі б"" (м.-Дніпропетровськ,, 1991 р,). . *■ ' ...

■Публікації • Основні результат ррботи викладені в 5 публїка-

ЦІЯХ. ' . " - .. • '• ■ . • , . ;

• . Структура та об'єм дисертації. Дисертаційна робота складається з вступу, п’ята розділів, .висновків, списку літератури та

., - . Процес диспергування технічного" глинозему1 в ^середошці кар-, борансилоксану сулровоіжуеться не тільки руйнуванням його кристалічної гратки, але і- прививкою полімеру, його кількість складає

4,з а&с.х. . , . ' ,

' ЗбілЬоення часу диспергування. композиції вярборансялокеяч.-АІ2О3 супроводжується рбсток кількості частинок розміром менше 10 ;.:км. Найбільв інтенсивно чей:процес проходить при емісті зв’язки 30% мас.: і часі -даспергугааня і00.'..140 грд. Композиції на. основі карборансилоксану і , оксиду кремнію'.не завжди забезпечують потрібну технологічну .! захисну дію. > Тому для покращення. експлуатаційних .властивостей . таких поіфггь-'ефективно ходити в якості наповнювача- додатково ТіОг/ іЬб&вка'3*5%. «ас,- тіо» суттєвих гміи на процеси диспе'ргації.І ЛрКВІЇВКИ, зв’язки ке вносить. Кількість привитого карборансилоксану при .помолі протягом 140 ірп. ст новить 4,8£ кас...(ркс.2).ч', ; /ї'; - У. . ”' .

■ , Рис.2. ■‘.Залежність'маси привитого до.наповнювача - • ‘

• • карбсраясгаоксгну’ від;цасу диспергації '

'• ’ '.' ■ (еліьвіл.чоаення *із'и5жа-капокдевач; 30*70) ' ' .

. :,.'9/

* '*■ І » І 1 .

і ' -><£ — }тштт,.к

::уя

-\.$у г - -•Г ■' ‘ ’

і/. іт-' ■' 1 1 ' .

ІОО

йо

1&0

2 СО

Лг°$

інаповнювач- АІ2О3: 2 -'наловмг&ач-аі20з* + Тійг

■ Фазовий склад'покрита після дії високих .температур б\ і винний комплексом фізиго-хімічних метолів дослідження. • , ■

В інтервалі, температур 7’/’?.-1273 К в .композиції проходять■ мо- % 1>ікалійні перетворення оксиду-алюмінію.; . Показано/ що' взаємодія к компонентами проходить вида 1073' К. Це ■ обумовлено наявністю б :?емі бОросилікатного- ■ розплаву. та\ чзад$шсг вого ' вугдеіго, які

. . „ ' ю - .. .

сильно- інтенсифікують'. процеси .мулітоутаЬренйя.'•':Кр?сталохїм!чяа;> структура іір- оставлена:.'нулР&М ■ э яомішкш}! -кепрореаговакого -.корунду. -• : ;^-д

' - Результати рентге.но$аэойНХ’: та" дериватографіЧЕИх'. досліджень

підтверджуються іЧ-епектро<^язчники даними. -, ,' ■; '-V.--- .. . ■ !■-'. ;

•„ ;Вйешівсю‘ складовою 'ксщлексу'.. .захисних •" функції є'адгеаіішз • -міш ість покрить до матеріалі-в різної хімічної природи.-.'Для*. дослідження було Бн&рано сплав'АЯг6„ сплав тктану 014,- жаростійку. сталь .18ХН78Т, Встановлено, т з роста* температури до 1/173 К йде поступове оКені2ен.чя адгегійної міцності’захисних покрить для всіх, матеріалів 'з 4,4-8 Мгха до 4,й~б Мпа. Хоча інтенсивна деструкція св’язки проходить вже при та'К.-бкачногс зниження- адгевійної\міц- . яості ке спостерігається. ц<» мря«а погснити' активної дією утвореного ооросилікатхсго скла. Воно в першу .чергу запог-кюе. утворені пори 5 гоні-'контакту з ссвбзсю матеріалу, - ш.б веде ' до деякого абільсе-няя адгезії,' а тягол цокраг-уе- суцільність покриття-.-.Дальний НЗГрІВ приводкті-' ДО- УТВОРЕННЯ -В ЯОКГИГТІ СИДІМЗНІТО-МуЛІТОВОЇ огзн, яка своїми ниткоподібні;;,?!! крксгеламіг армує зар покриття,, що.’ приводить до вбільзення адгевіякої міцності.. ’ ' • ’ . '. •' ;

■.Збільшити адгевійну міцність покрить можна шляхом введення в . систему 3-5 %. ТіСь Проходить збільшення адгезійної міцності на 20% вже при 1073 К. Де-проходить за рахунок,інтенсифікації процесу мулі'іоутворення рри даних температурах,. :Що.означав утворення .матеріалу покриття, д?'міститься.як;неорганічна так І * органічна.. частини. . :V

. .: Виходячи-в-цього; для збільшення-суцільності, покрить і Під-

ведення .'і;, адгезії в температурному інтервалі .деструкції - карйо-Раксилоксану і при: в?дих ?£>,іпєратурах,..' доцільно "вводити .в склач , покриття модифікуючої дсбавгШі Добавки, що вводяться,, повинні псе*-тупоЕо розм'ягшуватись, дебати М&йОВ’:явку .і:не'-агресивну по від-' ■ношеныо до' покриття і підкладки рідку фазу', яка вдатна дс5ре змочувати наявні пори..3 ісйуючія добавок в найбільшій'мірі: перечислении вимогам відповідають легкоплавкі скла та шак.'ТЕС/ . : ,--, ■

В процесі нагрівання фазовий'склад покриття в добавко® ознаку • ТЕС зміниться від,корунду, -який утворюється в інтервалі 77-3-9731 К і інтенсивно зростає, до мудіту, який починає утворювати';}-.;при ’.173 К' і зі збільшенням температури інтенсивно росте. .Модифіка- . ЦІЙНІ переходи глинозему не виявлені, .що СВІДЧИТЬ про високу мі-нераді вдау здатність шлаку.ГЕС, продуктів кристалізації якш’о йй

- . . ., - - п -

' :виявлено. •/ ; . ' .

■ Адгегійяа міцність таких. покритв ’ >• вих і якому отакі майле • не

■ змінюється,- ир. свіечип>-' тіро високу стуйіль зв'язаності мі:* ксмло-

■ йентами.. Підвищення температури до' !£?£? к вед^ до вигорання органічного обрамлення карборансімоксайу,- ' #й? адгеаі і?на‘ мі ішіста при

' цьому підвищується; яа'20-25%. Це ж>ят: .пояснити тям, що при вка-‘ "■ ваній температурі- шгк Т£г\утвор.’оя рі’ййу фазу-, яка Заповняв у'тво-реЯі пори і" рогрив;!. •

•” ■ , Яри* 1473 •. :К ; адревійна/ міцн-ісїй , покрить' вбілм!уєтьс'я ке ка-10-15% ва рахунок утворення велико!.. к'Ш.коеті ''мулітової- фаги і

• рігнбмЗрнрсті-.‘.структури,;. Це-..-проходите в .зевультаті розчинення в розплаві- .-илаку ГЕС технічного'- глинозе-ау-і. утворення високов’язкої

• рідкої - фази, - яка' сприяє. надійному-ай^ейнп .‘міл .чястиакгш і зберігає. цільність'’покриття.,.(таДя.£),- -' - . ■

(.'.’-л'• ■ '■ - •Таблйдз Я,

.у - '.Залеяність адгезійно'і '">іішссї3‘--!ТО#рить на' основ? систем" '.. ,

: ' КЕС + А1«0з-;>’айак ТЕС ійд .температури. • . \ .

' . Температура обробки,.'г ; міцність, Мпа - .

:к■— ..------------------------'

'* .. ! АМгб г ' 0Т4 . і ' 18ХН73Г; . '

' . < , ■ '-,- , ■■ ч- —' - -,-, —і,— ? - - -т - - -- ■■ ! -І- -- -- - — .... ^

. ' , ' '■ Вихідний-'' ч’‘ 2,98 ;.-„• 4,33. " .. 5,37

" V.. ' ' ,"' 7/3 • 2,9? 3,74 ‘ •' ‘4,85 '" ' '

1173 ’. ' ..• - ' 3,72' . ’ . 4,5Я '

1273 - ' З.У4 4,38 • ' '

' . .і4?з /: -*4,зг * - ■ 4,8і -

: . • Значна роль, в ефективному захисті матеріалів органос.глікат-- . жми покриттями від -дії високих' температур.каяежить 'елемеятоорга-їічнт зв’язу;, чим. При застосуванні*в якості зв'язуючого-КБС іга-іїмерів. при 673 К спостері гається ■ початок тершскисноі деструкці 'і шяхом {жйслєйия'і 'ваяаровувайяя- органічного зв’язуючого. В пок- . 'иттях при цьому утворюються пори' і.розривЙ, Е.0 в мірі ,

меншув.суцільність і 'іх .адгезійну отшіста, і-,, як .наслідок, за-исний ефект. Оскільки* максшуя вшаровування знаходяться в медах 83-973 К,- доцільно в' склади' пбкрйть вводїггіі легкоплавкі добав»?. ули синтезовані скла,. - гешерятура ро^гікачш? • яких значодалась- в ЧТервалІ 773-873 К.. -;' '.. . > ‘ - ' '-

. ■ - •• - “ . ., ....

" Дані скла характеризуються низьке» температуру рогм'ягшення

внаслідок і .дикої кількості ВсОз і.г>с&з.

При введенні - досліджуваних скел, в інтерв лі температур 573-1173 К тгрмоокисна деструкція , карбораисилоксану , супроводжується одночасним роем’ягшенняи ■ і^ркоплавкого , скла і утворенням, рідкої фази.'При нагріванні- до 1073 К б системі утворюється-.мулітова саза і матеріал -представляє собою склофазу, армовану'.кулітом

і корундом. Подальшій нагрів до 1503 К інтенсифікує ріст кристалів мулі ту., після чого починається його.'інтенсивне розчинення в рідкій фаЗІ. • . - ' . - ' . ' ■

Адгегійна міцність, покрить а, легкоплавкими-добазкзгяг різ-нгої хімічко! природи після’ гатвердівня яри 523 Н суттєво не відрізкя-ет* ся від аналогічних -даніїх- для покрить ’зі .шлаком ТЕС. При 1173 К

І ІЇГ& ґ'ЄІЛЬШР'іУЯ сІДТ'РЯІЇ^НОЇ V?! РНО^лЧ ПОЇТ "І4?3 К

'л,л О*”*’ ‘ '

І !-’ДГ^ Г!~Сл'С\ГІ!‘?Ь ПО'ІГЧб'ННН с&Г6£І»!НСЇ Х'ІІІКСС'ГІ 51-9. іО~25Х, ІГО мох**

:■??. утге^рнгал великої кількості склофаги, яка розчиняє в

СС^І '-''Г^СТЯЛ1 Т’ТІУ (Уу*і*Г 4 ^"ОГ^'ТіГ* (Яч; . ' ‘ ■ ■

Рис.У.. Залехягсть- алгевікної міцності гахигних• покрить & "

■ ■ легкоплавкий ^од&тками від тешеогтуоіг цптер-іалу • •

А,' ~ ‘ .................................

М Па ■ 5 4

' ‘ . З

. і

- ' | . /’ ■ | • — ) . -Д--- 1

ігі т № іггз игз Т,К

1 - АМгб; 2 - 0Т4; 3 - 18ХН78Т. ,; ■ г;. ’ ' " . . .

Длл виявлення причин збільшення здгезійної міцності ири температурах,. БШИХ Ній температура роьм'ягиення скла,.були проведені £И8НаЧЯШ дифузійної вдатності окремих елементів ЙЗ ДСТСУОГОЮ

• ' . - 13-- . • ■ '

мікроаналізу. Для наочності- прквеА^н.і лані по ди-іу/зії іонів на межі покриття ^ідкладка -для. всіх ттси г*розроблених'покриті. при температурі 1Г,:?3 . К ,(р:іс.4). Так збільшення1 їгЬо'і милості при 1178 К проходить за рахунок проникання іонії- Ма+. лі'4 В Підкладку І ІОНІВ Р<?2+ Р-ПІДКЛаЯКИ в покриття. .%■:? Ц'/Я к проникнення .іонів. Мач сЛладг? ?? мку .пля покрить в вирлом ТЕ'.: і до 55 «ге< для покрить з легкоплаякта склом.’ Це мохна пояснити -лл гначно більш сяй кон цеатрацієл На* в другом;/ -пскригт і. тйк.і викот агресивністю."утворено! склрфази. Дпі"/?і-я іонів $і4*, АЗ3! проходить відповідно »*а глибину де? св та ;?з мий для покрить з легкоплавким склом. Для покрить зї ‘плата;!* ТЕС *сяа на £0-26* мене?.. При підвищенні температур» дкфугія іонів плавно зростав. Тому збільшення .алгезій-н’ої .міікішсті поясниться не тільки збільшенням площі контакту, аяе. і дифузіє# іонів покриття в глибину матеріал1/.

■ Рис:4..- Розподіл іой’і* ‘На4* Ге2"', АІ3л 5і4+ по перерізу

. .. .'//.V ;;

. ■ Відомо, тло на аДгегійну міцність впливає пористість. : Тому

були проведені досдідл-^ння по Бизначента ■-;Пориск)сті в . вдфркому/ ;інтервалі температурі для покриття з. лепдаплгзким склом (тйбл.З.):

/- •' / ;:'Г/г':.-г \/// у,(.•-"? :•/:/ Таблиця й.

'•-".- Зміна пористості захисних покрить При .нагріві. гл

Склад . : ! . . Температура, К .•

нскріггтн І - '! ' . ) і *293! *т~ 5731 .у. 773 і 9731 ‘ 1 - . « ■ г 1123| 1 1273Г ■ :'. .і .1373} ’ 1473

1. К-2104 . 1,2 •1,3 .8,7 18,3. 20,1 14,7 8,9,. /8,2

+АІ2О3

2. К •'2104 . 1,2 1,1. . 8,2 16,3 •14,1 ; 8,7 4,1 / 3.?:

+АІ20?,+ТІОг

з. к-гі04 1,1 . 1,0 4,7 .В,7 5,2 4,1 2,7 ; 3,7

+АІ£0з+шіак ТЕС

4. К-Й104.. - 1,2.. ід 4,2 7,9 3,4 2,3 1,1 0,0

+аі20з+скло /' ■ ■ - - / '--■/ :• ..-//■/■.'

Введення легкоплавкого скла знижує пористість: в 2,1 рази за рахуй, нок утворення рідкої, фази, -до заповню^ утворені:порй4 3" підвіиен-: ня.м температури пористість зменшується. і при 1273 К покриття представляє собою повністю спечений матері ал,. ’ а при 347.3 - К. мае нульову пористість. Тому для.одержання покрить г мінімальною пористістю необхідно - вводити Іі&гкоплавкй скло.- .• \ /У: - /•

Результати, проведених досліджену дала, можливість провести на Мукачівському заводі керамічної глитни вяпробовузаннн покрить для захисту деталей із сталі І8ХН73Т від дії високих' температур і корозійних агентів. Після експлуатації . детазгейГв прсшсловкх умова” (Е-1353 К)- з покриттями на основі карбораксшіоксану, -технічного глинозему .і шлаку ТЕС, на них відсутні.сліди.корозії, Економічний ефект від впровадження розроблених покрить еа б місяців роботи для однієї лінії за цінами серпня 1993 року склав 363 тис-., крб. '

- ./• ЗАГАЛЬНІ ВЯСК0ВЮ1

'1. Одним, із ефективних засобів захисту конструкційних мате*-

■ •"•■-'■35.- . ■ . , -V ■ . N ■

ріалів, від дії високих температур. яйляєтсья використання наповнених карборансилоксанозих композицій, які .в процесі нагріву утво-

• ркяяъ .териб" і .'харЛ’гійкі' матеріали,'‘ = ,

\ 2. Экспериментально пакавзяо, -ідо в процесі нагріву кзрборан-; ©ілоксану на - повітрі* проходить його т^рмоокйслювальна деструкція ; утворенням' кінцевих:продуктів Б. виді боресидікзтного скла із значним вмістом диоксиду 'кремнір різних, модифікацій. В середовя-. Цах аргону та. азоту; в процес: тер^сдеструкці 'і проходить поступове ■.■руйнування,1 утворення. вільного ..кремнезему, боридів кремнію, кар-' '■;біду'}^емні». .а хакож нітриду кремнію-б,середовищі азоту.' ■ -

3. З ■ ■ мєтой оігрйианні?,, вахисних покрить на основі карборанси-..локсану, в ■ ;дареи»іу . температурному інтервалі,, слукб, вибраний функціональний нзлсрковач та' додатки..^ АІеСЗ,. Тіо^, іслах ТЕС,-' лег-комі'азке скло).. • '...•. •' • , -

-Композиції,- "одержані в результаті мех&чЬхзмічної .обробка технічного глинозему . в" середовші •’ 'карборансичсксану,- 5 процесі - нагрівуУ тзоркгдть 'термостійкумулітову фазу. Утворення мудіту Проходить -при нагріванні.' до Іі’/З X. і матеріал являє собою переп-

■ детеку’.сітку муліту з нв'прсреаговажяйз частинками оксиду алюмінію

.1 продуктів' деструкції карборансилоксану. Показано, що введения в складт^рз’ицй.йо 3 мас.%: ТіОг понижує температуру мулітоутворення на £-0-100 град. • ‘ "■ ; . - -... -

,••• ■ -5..• виявлено, -до пори, 'які утворились лрй нагріванні в об'ємі ■

.покриття ,-на основі' АІдОз та к^орансклоксану,. значно зменшують . адгегійну- міцність (на 152 при 1173 К) і. суцільність покриття (в

2 рази при 1173 К).. Д^я покращення експлуатаційних властивостей -захлотіх .покрить необхідно забезпечити ^х мінімальну пористість в сироксхг/ інтервалі ’температур. ' - • . ' . і

, , 6. Показано ефективність використання в складах наповнених

кар5ораііс;иокс?лових по,чр ;ть додатків різного цільового призна-' ■чєння. В інтервалі'термоокислшально; деструкції карбораксилокса-ку вони утворюють еисокоз’язку рідку фазу, яка'заповнює пори і •зв’язує компоненти покриття мім собо». Додатки б виді легкошіаз-клх скел поряд із зменшенням температури мулітоутворення збільшують суцільність покрить на 10. ..15%. Воніг покразуюп> • якість покрить в.інтервалі 973-1273 К. Шлак ТЕС иайбільів ефектишо покращує якість покрить, завдяки, своєму аярокому. інтервалу розм’якшення -(1173-1473 К). . ... ' .

’’ - - 7. Лдгез.ійна..міцність покрить э додатками на різних ґіідкл'гд-

- . V---.16.-,- ■

ках зростає нА.К0-25Х».і складає 3,94-4,83 МПа. Пористість шдифі---кованих покрить зменшується б 2,1 рази .складає 4,?.. .1,8%. -Пок--ращення ексвалуатацМвш властивостей і зумовлена ;;-іфузі5ю. іонів' Яа+, АІ3+, Зі4+, Рес* на 25...55 мкм в підкладку;- . в

■ 8. встановлено,.- вд нагрів-'в с-./редовидах азоту, та аргону приводить до утворення в складі.покрить.карбіду та нітртау кремнію в інтервалі температур к.Наявність цй* бевкисневях .* мат^

ріалів моке значно п^краяйти термостійкість 'вахисдавс побить. ■

9. Наповнені технічкам глиноземом,, шлаком ТЕС- і .дирхемдсм тигану ітрборансилоксанов1., покриття'могча ефективно використовувати для захисту хромонікелевих і титанові-сплавів віл ліеисо-котеуиературно'і корозіїдо температури нагріву т вки? 1773- К, -а яри ’введенні легкон5авккх додаткі р -до 14?х К. • • •» , . ’•

ю. Промислова перевірка розроблених складів покрить на основі наповнених технічнім. гликогеном і шлаком Т£С карборалсилокса* ні в -для вахмету роликів із сплаву.. 18ХН78Т • покавала їх високу, надійність в експлуатації..’ Термін служби 'абільпявся'.в б раз. --

. Основний зміст дисертації викладено в наступних роботах:' . •

• 1. Свідєрський В.А., Гквлюд М.М..Бек О-М---жаЕ.іостійкі иок-• риття яа' основі пс ііорганосклоксаіГів//Теви доповіді IX Всесоюзної конференції "Конструкції, і технологія одержання,із.неметалічних матеріалів".; 0бн1ноьк.-1984.-С. 1§4-*185. - .’ ■ * ,

2; А.с. N 1358346 ' е.СРС’Р)... Оклад для покриття.Свідєрський В. А.,- Гивлюд' Ы.Ы., Век’О.М. 1987 р. . -.’ ' : . , - . . '

3. А.с. К 1734364 (СЮР). Композиція для термостійких покрить. Свідєрський В.А.", .Тї-іВляд МЛІ., Бек О.М. -І992 р. * - -

. 4. Свідєрський В.А., . Гивлод М.М., Бек О.М. Жаростійкі керамічні захисні покряття//7ези доповіді, І! в'їзду керамічного товариства СР'-Р --"Фарфорова, • фаянсова .'і* художня кераміка". М.-1991.-С,48. , ' ’ ' • . .. ; .- Л -.

5. Гивлюд М.М., їлір В.В., Бек О.М.//Тези доповіді Всесоюзної науково-технічної конференції "Перспективне'направ; эння роз-' витку науки.і технології силікатів г тугоплавких неметал ічних т' теріалія". Дніпропетровськ.-1991.-0.147. • . ' '

С)ш

Г'*