RU2383514C1 - Protective coat - Google Patents
Protective coat Download PDFInfo
- Publication number
- RU2383514C1 RU2383514C1 RU2008130572/03A RU2008130572A RU2383514C1 RU 2383514 C1 RU2383514 C1 RU 2383514C1 RU 2008130572/03 A RU2008130572/03 A RU 2008130572/03A RU 2008130572 A RU2008130572 A RU 2008130572A RU 2383514 C1 RU2383514 C1 RU 2383514C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coating
- silicon carbide
- graphite
- carbon
- liquid potassium
- Prior art date
Links
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 title abstract 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 14
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims abstract description 11
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 8
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 8
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 5
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 claims description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract description 31
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 31
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- -1 sodium fluorsilicate Chemical compound 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 6
- HMDDXIMCDZRSNE-UHFFFAOYSA-N [C].[Si] Chemical compound [C].[Si] HMDDXIMCDZRSNE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- GPKIXZRJUHCCKX-UHFFFAOYSA-N 2-[(5-methyl-2-propan-2-ylphenoxy)methyl]oxirane Chemical compound CC(C)C1=CC=C(C)C=C1OCC1OC1 GPKIXZRJUHCCKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910020599 Co 3 O 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000519 Ferrosilicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- BLJNPOIVYYWHMA-UHFFFAOYSA-N alumane;cobalt Chemical compound [AlH3].[Co] BLJNPOIVYYWHMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CREMABGTGYGIQB-UHFFFAOYSA-N carbon carbon Chemical compound C.C CREMABGTGYGIQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 230000035899 viability Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Paints Or Removers (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к композициям защитных покрытий и может быть использовано в химической, металлургической, авиационной промышленности и, например, в производстве углеродных, углерод-карбидокремниевых материалов и изделий из них.The invention relates to protective coating compositions and can be used in the chemical, metallurgical, aviation industries and, for example, in the production of carbon, carbon-silicon carbide materials and products from them.
Известно термостойкое покрытие (далее «покрытие»), содержащее жидкое калиевое стекло и порошкообразный наполнитель (JP 61-35151, кл. С04В 35/66, 41/87, опубл. 11.08.86, реф.). Покрытие применяется в качестве термостойкой защиты с высокой излучающей способностью.Known heat-resistant coating (hereinafter “coating”) containing liquid potassium glass and a powdery filler (JP 61-35151, CL 04B 35/66, 41/87, publ. 11.08.86, ref.). The coating is used as a heat-resistant protection with high emissivity.
По своим признакам и достигаемому результату это покрытие наиболее близко к заявленному и принято за прототип.According to its characteristics and the achieved result, this coating is the closest to the declared one and is taken as a prototype.
В этом покрытии в качестве связующего используют жидкое калиевое стекло, в качестве порошкообразного наполнителя - смесь карбида кремния, графита, оксида алюминия, нитрида кремния, тетраоксида трикобальта, алюмокобальтового сплава и ферросилиция.In this coating, liquid potassium glass is used as a binder, and a mixture of silicon carbide, graphite, aluminum oxide, silicon nitride, tricobalt tetraoxide, cobalt-aluminum alloy and ferrosilicon is used as a powder filler.
Недостаток известного покрытия заключается в малой его надежности из-за недостаточно высоких температурных характеристик и величины адгезии к различным материалам, в том числе, к углеродным и углерод-карбидокремниевым материалам.A disadvantage of the known coating is its low reliability due to insufficiently high temperature characteristics and adhesion to various materials, including carbon and carbon-silicon carbide materials.
Низкая термостойкость покрытия объясняется недостаточно высоким содержанием самого термостойкого компонента - карбида кремния (2200°С), составляющим всего 17-22%, и высоким суммарным содержанием остальных менее термостойких компонентов. Кроме того, совместное присутствие в порошкообразном наполнителе окислов металлов (Al2O3 и Co3O4) и углерода в его кристаллической форме (графит), являющегося сильным восстановителем, приводит к тому, что при высоких температурах происходит восстановление металлов углеродом из их окислов по химической реакции:The low heat resistance of the coating is explained by the insufficiently high content of the most heat-resistant component - silicon carbide (2200 ° C), which is only 17-22%, and the high total content of the remaining less heat-resistant components. In addition, the combined presence in the powder filler of metal oxides (Al 2 O 3 and Co 3 O 4 ) and carbon in its crystalline form (graphite), which is a strong reducing agent, leads to the fact that at high temperatures, metals are reduced by carbon from their oxides by chemical reaction:
МеО+С→Me+СОMeO + C → Me + CO
МеО+СО→Me+CO2 MeO + CO → Me + CO 2
Термостойкость же самих металлов, как правило, ниже, чем их окислов. Таким образом, упомянутая особенность состава порошкообразного наполнителя покрытия приводит, во-первых, к непостоянству состава порошкообразного наполнителя и снижению термостойкости покрытия в целом, во-вторых.The heat resistance of the metals themselves, as a rule, is lower than their oxides. Thus, the mentioned feature of the composition of the powdery filler coating leads, firstly, to the variability of the composition of the powdery filler and reduce the heat resistance of the coating as a whole, and secondly.
Низкая адгезия покрытия к углеродным и углерод-карбидокремниевым материалам объясняется весьма разнородным составом порошкообразного наполнителя и с точки зрения теории адгезии (Берлин А.А., Басин В.Е. «Основы теории адгезии полимеров», М.: Химия, 1974, 392 с.) недостаточным его химическим сродством к вышеуказанным материалам, которые, будучи неполярными, плохо смачиваются полярными веществами, к типу которых относится большинство компонентов порошкообразного наполнителя.The low adhesion of the coating to carbon and carbon-silicon carbide materials is explained by the very heterogeneous composition of the powder filler from the point of view of adhesion theory (Berlin A.A., Basin V.E. "Fundamentals of the theory of polymer adhesion", Moscow: Chemistry, 1974, 392 p. .) by its insufficient chemical affinity for the above materials, which, being non-polar, are poorly wetted by polar substances, the type of which includes most of the components of the powdered filler.
Задача изобретения заключается в повышении надежности покрытия.The objective of the invention is to increase the reliability of the coating.
Эта задача решается усовершенствованием состава покрытия, содержащего жидкое калиевое стекло и порошкообразные наполнители.This problem is solved by improving the composition of the coating containing liquid potassium glass and powdered fillers.
Усовершенствование заключается в том, что в качестве порошкообразных наполнителей используют графит, карбид кремния и кремнефтористый натрий, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:The improvement consists in the fact that graphite, silicon carbide and sodium silicofluoride are used as powder fillers, in the following ratio of components, parts by weight:
Использование в покрытии жидкого калиевого стекла и порошкообразных наполнителей в вышеуказанных массовых частях позволяет повысить надежность покрытия за счет повышения его термостойкости и величины адгезии к различным материалам.The use in the coating of liquid potassium glass and powdered fillers in the above mass parts allows to increase the reliability of the coating by increasing its heat resistance and adhesion to various materials.
При этом использование жидкого стекла позволяет связать все компоненты покрытия в единый, монолитный материал, кремнефтористого натрия - ускорить отверждение покрытия, а также стабилизировать время отверждения, а при его отсутствии - увеличить жизнеспособность покрытия. Наличие графита обеспечивает повышение адгезии покрытия к углеродным и углерод-карбидокремниевым материалам. Карбид кремния, наряду с повышением адгезии, например к углерод-карбидокремниевым материалам, обеспечивает повышение термостойкости покрытия.In this case, the use of liquid glass allows you to bind all the coating components into a single, monolithic material, sodium silicofluoride - to accelerate the curing of the coating, as well as to stabilize the curing time, and in its absence, to increase the viability of the coating. The presence of graphite provides an increase in the adhesion of the coating to carbon and carbon-silicon carbide materials. Silicon carbide, along with an increase in adhesion, for example to carbon-silicon carbide materials, provides an increase in the heat resistance of the coating.
При изготовлении предлагаемого покрытия в жидкое калиевое стекло вводят кремнефтористый натрий в качестве катализатора отверждения, предварительно тщательно растертый в фарфоровой ступке, и перемешивают или не вводят. Затем вводят графит, карбид кремния, с последующим перемешиванием.In the manufacture of the proposed coating, sodium silicofluoride is introduced into liquid potassium glass as a curing catalyst, previously thoroughly ground in a porcelain mortar, and mixed or not introduced. Then graphite, silicon carbide, is introduced, followed by stirring.
При этом полученное покрытие затвердевает при нормальной температуре через 18-24 часа и окончательно отверждается после термообработки при 200°С воздушным феном или в термошкафу в течение 1-2 часов.In this case, the resulting coating hardens at normal temperature after 18-24 hours and finally cures after heat treatment at 200 ° C with an air dryer or in a heating cabinet for 1-2 hours.
Затем изготавливают образцы для проведения физико-маханических испытаний адгезионной прочности покрытия при равномерном отрыве в соответствии с ОСТ 92-1476-8-78. При этом за счет введения графита повышается химическое сродство покрытия к углеродным материалам, а карбида кремния - к углерод-карбидокремниевым материалам в особенности. Это, в свою очередь, также приводит к повышению адгезии покрытия к материалу подложки, а следовательно, к повышению надежности покрытия. В качестве материала подложки использовали карбидизированный углерод-углеродный композиционный материал (УУКМ) «Кама» (ТУ 1619-010-07523132-2007).Then, samples are made for conducting physical and mechanical tests of the adhesion strength of the coating with uniform separation in accordance with OST 92-1476-8-78. In this case, due to the introduction of graphite, the chemical affinity of the coating to carbon materials increases, and silicon carbide to carbon-carbide-silicon materials in particular. This, in turn, also leads to an increase in the adhesion of the coating to the substrate material, and therefore to an increase in the reliability of the coating. The Kama carbidized carbon-carbon composite material (УУКМ) (TU 1619-010-07523132-2007) was used as the substrate material.
Использование в составе покрытия тугоплавкого компонента - карбида кремния, помимо увеличения адгезионной прочности, обеспечивает его повышенную термостойкость.The use of a refractory component in the coating composition - silicon carbide, in addition to increasing the adhesion strength, provides its increased heat resistance.
Все приведенные данные подтверждены результатами испытаний образцов покрытия, приведенными в таблице.All the data presented are confirmed by the test results of the coating samples shown in the table.
Измерения проводили по ОСТ 92-1476-78. Выход компонентов за обозначенные пределы ведет к негарантированному качеству покрытия.The measurements were carried out according to OST 92-1476-78. Exit of components beyond the specified limits leads to unwarranted coating quality.
Защитное покрытие, благодаря наличию в его составе связующего жидкого калиевого стекла и порошкообразных наполнителей в вышеприведенных соотношениях, характеризуется по сравнению с прототипом большей надежностью, а при выполнении без кремнефтористого натрия - большей жизнеспособностью, т.е. большим временем желатинизации, определяемым по ГОСТ 10587-84 п.4.9, и, тем самым, обеспечением возможности проведения с ним технологических операций в течение гораздо большего времени, что также повышает его надежность и технологичность.The protective coating, due to the presence in its composition of a binder of liquid potassium glass and powdery fillers in the above ratios, is characterized by greater reliability compared to the prototype, and, when performed without sodium silicofluoride, is more viable, i.e. long gelatinization time, determined according to GOST 10587-84 clause 4.9, and, thereby, ensuring the possibility of carrying out technological operations with it for a much longer time, which also increases its reliability and manufacturability.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008130572/03A RU2383514C1 (en) | 2008-07-23 | 2008-07-23 | Protective coat |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008130572/03A RU2383514C1 (en) | 2008-07-23 | 2008-07-23 | Protective coat |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2008130572A RU2008130572A (en) | 2010-01-27 |
| RU2383514C1 true RU2383514C1 (en) | 2010-03-10 |
Family
ID=42121776
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008130572/03A RU2383514C1 (en) | 2008-07-23 | 2008-07-23 | Protective coat |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2383514C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2558575C1 (en) * | 2014-04-14 | 2015-08-10 | Открытое Акционерное Общество "Уральский научно-исследовательский институт композиционных материалов" | Protective coating |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2128152C1 (en) * | 1996-07-01 | 1999-03-27 | Пензенский государственный архитектурно-строительный институт | Skeleton composite material |
-
2008
- 2008-07-23 RU RU2008130572/03A patent/RU2383514C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2128152C1 (en) * | 1996-07-01 | 1999-03-27 | Пензенский государственный архитектурно-строительный институт | Skeleton composite material |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2558575C1 (en) * | 2014-04-14 | 2015-08-10 | Открытое Акционерное Общество "Уральский научно-исследовательский институт композиционных материалов" | Protective coating |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2008130572A (en) | 2010-01-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US2743192A (en) | He same | |
| Tang et al. | Characterization and oxidation behavior of silicide coating on multiphase Mo–Si–B alloy | |
| Tian et al. | Structure of Al-modified silicide coatings on an Nb-based ultrahigh temperature alloy prepared by pack cementation techniques | |
| RU2383514C1 (en) | Protective coat | |
| JP4064490B2 (en) | Oxidation protection film | |
| CN109503135A (en) | The high-strength explosion-proof castable refractory of self-flow pattern | |
| CN103666248B (en) | Novel electrostatic prevention white hot control coating layer and preparation method thereof | |
| EP0146013B1 (en) | Coating composition for preventing high temperature oxidation for electrodes | |
| CN109666315A (en) | The guard method of coating composition, coating, coating and platinum channel | |
| Chen et al. | Tailoring the sealing properties of TiO2–CaO–SrO–B2O3–SiO2 glass-ceramic seals: thermal properties, chemical compatibility and electrical property | |
| CN106601392A (en) | Dielectric paste matched with aluminum silicon carbide base material and preparation method for dielectric paste | |
| NO20051461L (en) | lnhaleringssammensetning | |
| JP6611743B2 (en) | Composite material | |
| JP2021020829A (en) | Castable refractory | |
| JPH0128099B2 (en) | ||
| US11142652B2 (en) | Solvent-based coating refractory coatings for ferrous metals | |
| CN106518166A (en) | Carbon/carbon composite material anti-oxidation coating layer and heat treatment method | |
| CN102554221A (en) | Hydrocarbon coated cermet powder and preparation method thereof | |
| RU2817660C1 (en) | Composition for obtaining protective coating on graphitated electrodes | |
| CN108149107A (en) | SiCWToughened cermet and preparation method thereof | |
| RU2558575C1 (en) | Protective coating | |
| RU2253638C1 (en) | High-temperature coating | |
| JP2595001B2 (en) | Neutron absorption shielding paint | |
| CN106637189A (en) | Metal ceramic coating and preparation method thereof | |
| RU2541260C2 (en) | Cermet composition |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20120409 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140724 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20150720 |