монокристаллический материал на основе сплава платины и родия
Классы МПК: | C22C5/04 сплавы на основе металлов группы платины C30B29/52 сплавы |
Автор(ы): | Закстельская О.А., Колтыгин В.М., Купцова А.И., Орлов А.М., Рудницкая В.С. |
Патентообладатель(и): | Закстельская Ольга Аркадьевна, Колтыгин Вадим Михайлович, Купцова Алла Ивановна, Орлов Александр Михайлович, Рудницкая Вероника Семеновна |
Приоритеты: |
подача заявки:
2002-12-04 публикация патента:
27.12.2003 |
Изобретение относится к монокристаллическим материалам из сплавов благородных металлов. Предложен монокристаллический материал на основе сплава, содержащего платину, родий и иридий при следующем соотношении компонентов, мас. %: родий 3-15, иридий 0,01-0,1, платина остальное. Чистота каждого из компонентов составляет не менее 99,99%. Сплав может дополнительно содержать цирконий и/или гафний. Монокристалл ориентирован. Техническим результатом является стабильность структуры и повышение прочностных характеристик материала при воздействии высоких температур на воздухе и при повышенном давлении. 3 з.п. ф-лы, 1 табл.
Рисунок 1
Формула изобретения
1. Монокристаллический материал на основе сплава платины и родия, отличающийся тем, что он дополнительно содержит иридий при следующем соотношении компонентов, мас.%:Родий 3-15Иридий 0,01-0,1Платина Остальное2. Монокристаллический материал по п.1, отличающийся тем, что чистота каждого из компонентов сплава составляет не менее 99,99%.3. Монокристаллический материал по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что сплав дополнительно содержит цирконий и/или гафний.4. Монокристаллический материал по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что монокристалл ориентирован.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к новому монокристаллическому материалу из сплава благородных металлов. В настоящее время все более широкое значение и использование в технике находят материалы на основе благородных металлов, обладающие уникальными свойствами. Известен, например, сплав благородных металлов, обладающий высокой механической и химической устойчивостью и твердостью при относительно высоких температурах. Этот сплав содержит иридий 10-30 мас.%, родий не более 5 мас.% и остальное платина. Из сплава можно изготавливать изделия сложной конфигурации, такие как вращающиеся насадки типа фильер (см. GB 758507, 03.10.1956). Недостатком этого сплава являются большие потери благородных металлов при изготовлении и длительной работе. Известны сплавы благородных (платиновых) металлов, из которых делают нити и сетки для катализаторов (см. RU 21198196, 10.10.1998). Однако такие сетки обладают низкой стойкостью при повышенных температурах и давлениях, вследствие чего предусмотрено специальное устройство для улавливания благородных металлов. Значительно более стойки сплавы платины, например сплав платины и родия, имеющие монокристаллическую структуру. Этот сплав используют в каталитических процессах, протекающих при высоких температурах (см. GB 760413, 31.10.1956). Недостатком этих сплавов являются снижение их прочностных характеристик в процессе работы при температурах выше 800o и давлениях до 3 атм и выше. Техническим результатом изобретения является создание такого материала, который обладает повышенными прочностными характеристиками при температурах свыше 800oС как при атмосферном, так и при более высоком давлении, что улучшает эксплуатационные характеристики изделий. Поставленная задача решена тем, что монокристаллический материал на основе сплава платины и родия дополнительно содержит иридий при следующем соотношении компонентов, мас.%:Родий - 3-15
Иридий - 0,01-0,1
Платина - Остальное
Преимущественно чистота каждого из компонентов сплава составляет не менее 99,99%. Кроме того, сплав дополнительно может содержать цирконий и/или гафний. Монокристаллический материал может быть ориентирован. При использовании сплава, содержащего менее 3% родия и/или менее 0,01% иридия, снижаются прочностные характеристики материала и увеличиваются потери благородных металлов. Если материал содержит более 15% родия и/или более 0,1% иридия, то невозможно достичь монокристаллической структуры. При использовании компонентов сплава чистотой менее 99,99% ухудшается качество монокристалла. Введение в состав сплава циркония и/или гафния позволяет улучшить термическую устойчивость материала. Ориентирование монокристалла сплава Pt-Rh-Ir позволяет проводить различную обработку материала методами пластической деформации и изменять свойства в зависимости от ориентации. Материал получают следующим образом. Пример 1. Компоненты шихты взяли в соотношении, мас.%:
Порошок родия - 7
Порошок иридия - 0,05
Порошок платины - 92,95
Чистота всех компонентов не менее 99,99 мас.%. Порошки смешивали и запрессовывали в штабики при давлении 1,5 т/см2. Полученную металлическую заготовку (штабик) загружали в установку бестигельной зонной плавки. Монокристаллический сплав получали методом бестигельной зонной плавки в вакууме не ниже 510-5 мм рт.ст. Процесс выращивания монокристалла осуществляли за два прохода зоны с принудительным перемещением расплава в зоне и с вращением затравки. При выращивании ориентированного монокристалла отклонение от заданной ориентации на используемой затравке не должно превышать 1o. В таблице приведены результаты механических испытаний монокристаллических сплавов после 10 часов выдержки при 850oС и давлении 3 атм. Сплавы получены, как в примере 1, при различных соотношениях компонентов. Полученный материал может быть использован, в частности, для изготовления проволочных сеток для катализаторов в окислительных процессах, проходящих при высоких, свыше 850oС, температурах и давлениях. Из монокристаллического сплава с ориентацией оси роста [110] при изготовлении из него проволоки можно вести процесс волочения с обжигом за один проход до 20-25%. Результаты показывают, что только монокристаллический сплав платина-родий-иридий может обеспечить высокую стабильность структуры и механических свойств при воздействии высоких температур на воздухе и повышенном давлении. То
Класс C22C5/04 сплавы на основе металлов группы платины
ювелирный сплав на основе платины - патент 2528293 (10.09.2014) | |
ювелирный сплав платины - патент 2528292 (10.09.2014) | |
сплав - патент 2514361 (27.04.2014) | |
сплав для изготовления монет - патент 2502815 (27.12.2013) | |
сплав для изготовления монет - патент 2499067 (20.11.2013) | |
способ поверхностного упрочнения металлических изделий - патент 2482203 (20.05.2013) | |
сплав на основе палладия для изготовления зубных протезов - патент 2481095 (10.05.2013) | |
литейный ювелирный сплав белого цвета на основе палладия - патент 2479656 (20.04.2013) | |
сплав на основе палладия 500 пробы - патент 2479655 (20.04.2013) | |
припой для пайки ювелирных изделий из сплава палладия 850 пробы - патент 2447170 (10.04.2012) |