包含铬合金化二硅化钼的加热元件及其用途制造技术

本发明专利技术涉及一种加热元件，其中所述加热元件的至少一个部分由二硅化钼组合物制造，其中在所述二硅化钼组合物中，根据(Mo

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含铬合金化二硅化钼的加热元件及其用途
本专利技术涉及一种加热元件，所述加热元件由以不同的二硅化钼基组合物为基础的至少两个部分构成，其中至少一个二硅化钼基部分是以其中根据(Mo1-xCrx)Si2(其中x在0.16≤x≤0.19的范围内)的部分钼被铬置换的二硅化钼组合物为基础的，以及其中所述加热元件的至少一个部分是以另一种二硅化钼基组合物为基础的。本专利技术还涉及所述加热元件的用途以及包含所述加热元件的炉。
技术介绍
已经成功地将二硅化钼基材料用于许多苛刻的高温应用中，例如用于发动机、涡轮机和炉的部件中。这些材料通常在高达1800℃的高温下表现出良好的机械性能，以及在空气中表现出良好的抗腐蚀和抗氧化性，这主要是由于形成了连续且粘附良好的SiO2层来保护二硅化钼。然而，在空气中加热二硅化钼基材料也会导致形成MoO3，尤其是在400～600℃的温度范围内，所述MoO3会干扰连续且粘附良好的SiO2层在二硅化钼基材料上的形成。这种现象最早由Fitzer在1955年进行了描述，并称其为“氧化粉化”(pesting)。因为氧化粉化阻碍保护性二氧化硅层的形成，所以在发生氧化粉化的情况下由于氧化和腐蚀而造成的材料消耗既高且持续。在诸如炉的高温应用中，其中使用的加热元件的至少一部分将处于氧化粉化温度范围内。例如，等人在“LowtemperatureoxidationofCr-alloyedMoSi2(Cr合金化MoSi2的低温氧化)”，TransactionofNonferrousMetalsSocietyofChina(中国有色金属学报),2007:17(6)1282-1286中已经显示了，与纯的MoSi2相比，诸如(Mo0.90Cr0.10)Si2和(Mo0.85Cr0.15)Si2的铬合金化二硅化钼组合物对氧化粉化展示了改善的抵抗性。然而，仍然需要一种提供改善的抗氧化性的包含二硅化钼基材料的新型加热元件。
技术实现思路
本专利技术的一个方面提供一种将解决或至少减轻上述问题和/或需求的加热元件。因此，本专利技术涉及由至少两个二硅化钼基部分构成的加热元件，其中至少一个部分是以包含大于90重量％的(Mo1-xCrx)Si2的二硅化钼组合物为基础的，其中x在0.16≤x≤0.19的范围内；以及其中至少一个部分是以二硅化钼组合物为基础的，所述二硅化钼组合物包含：a)大于或等于90重量％的MoSi2，剩余物为铝硅酸盐和/或SiO2；或b)大于或等于90重量％的(Mo,W)Si2，剩余物为铝硅酸盐和/或SiO2。因此，本专利技术的加热元件将具有改进的抗氧化粉化性以及良好的机械性能。此外，本专利技术的加热元件将具有高的抗氧化性和抗腐蚀性以及良好且可再现的机械性能和优异的高温性能，并且将适用于高温应用。所述加热元件可以容易地制成各种形状和尺寸，并有利地代替现有的加热元件。合适的应用包括但不限于用于在900℃以上加热的加热装置。加热元件的不同部分可以形成为棒或其他形式，然后连接。此外，所述部分可以成形为U形元件，也可以成形为多个柄(multi-shank)、螺旋形、扩散盒、平板等。不同的部分因此可以呈棒的形式，并且可以根据加热元件的预期用途弯曲或是直的。棒的横截面通常可以是圆形的，但是根据应用，其他几何形状也可以是可能的，例如椭圆形或矩形。附图说明图1显示了说明在450℃下作为暴露时间的函数的不同样品重量增加的图；图2显示了说明在450℃下作为暴露时间的函数的重量增加的图；图3显示了根据本专利技术一个实施方案的加热元件。具体实施方式本专利技术涉及由至少两个二硅化钼基部分构成的加热元件，其中至少一个部分是以包含大于90重量％的(Mo1-xCrx)Si2的二硅化钼组合物为基础的，其中x在0.16≤x≤0.19的范围内；以及其中至少一个部分是以二硅化钼组合物为基础的，所述二硅化钼组合物包含：a)大于或等于90重量％的MoSi2，剩余物为铝硅酸盐和/或SiO2；或b)大于或等于90重量％的(Mo,W)Si2，剩余物为铝硅酸盐和/或SiO2。铬的范围为0.16≤x≤0.19，例如0.16≤x≤0.18，例如0.165≤x≤0.175。已经发现Cr的这个特定范围进一步改善了加热元件的抗氧化性，并将减轻与氧化粉化相关的问题。本专利技术的加热元件由以一种二硅化钼基组合物为基础的至少一个部分和以另一种二硅化钼基组合物为基础的至少一个部分构成。由于所述部分因它们所基于的组合物而具有不同的特性，所以加热元件在不同的部分也将具有不同的特性。炉的加热元件的暴露于冷区域(400～600℃)的部分是以包含大于或等于90重量％的(Mo1-xCrx)Si2(其中x为0.16～0.19)的二硅化钼基组合物为基础的。所述组合物的剩余物可以是铝硅酸盐粘土和/或一种或多种诸如SiO2的无机氧化物。根据一个实施方案，所述铝硅酸盐粘土呈诸如膨润土的蒙脱石型。已经显示，铬合金化二硅化钼基组合物不会在冷区域中形成氧化钼，这意味着形成的二氧化硅层将是连续的，因此不会由于腐蚀和/或磨损而暴露于劣化下。以包含(Mo1-xCrx)Si2的组合物为基础的部分可以扩展到加热元件的热区域，并且以包含(Mo,Al)Si2的组合物为基础的部分可以在加热元件的冷区域中扩展。在本专利技术中，术语“(Mo,Cr)Si2基材料”与“(Mo1-xCrx)Si2”以及“铬合金化基二硅化钼”与“铬合金化二硅化钼基组合物”可以互换使用。此外，暴露于热区域(即高于600℃)的加热元件的部分是以包含大于或等于90重量％的组合物a)或b)的二硅化钼基组合物为基础的(由其制造的)。根据一个实施方案，铬合金化二硅化钼组合物包含95重量％的(Mo1-xCrx)Si2。根据另一个实施方案，铬合金化二硅化钼组合物的剩余物可以是铝硅酸盐粘土和/或一种或多种诸如SiO2的无机氧化物。根据一个实施方案，铝硅酸盐粘土呈诸如膨润土的蒙脱石型，并且剩余物为10重量％以下的膨润土和/或至少一种无机氧化物。根据一个实施方案，组合物a)和b)可以用于加热元件的相同部分中，即加热元件除了基于(Mo1-xCrx)Si2的部分之外还可以包含基于二硅化钼组合物a)和b)两者的一个或多个部分。加热元件的不同部分可以相互直接接合(连接)，或者可以通过使用将用作中间材料的另一个部分将它们接合，所述中间材料能够减轻例如不同部分的热膨胀系数的差异。通过使用诸如扩散焊接的焊接或使用通过感应加热、然后随后施加垂直于接合处的外部压力可以接合加热元件的所述部分。一种替代方法是使电流流过接合处，然后同时施加垂直于接合处的外部压力。典型的加热元件是双柄U形元件，其中一个直径的加热材料的热区域焊接到另一个直径的端子上。根据一个实施方案，如上文或下文中所定义的加热元件包含不同的二硅化钼基组合物的两个部分或由其构成。根据另一个实施方案，如上文或下文中所定义的加热元件包含三个部分或由其构成，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种加热元件，所述加热元件由至少两个二硅化钼基部分构成，/n其中至少一个部分是以包含大于90重量％的(Mo

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180318 EP PCT/EP2018/0567781.一种加热元件，所述加热元件由至少两个二硅化钼基部分构成，
其中至少一个部分是以包含大于90重量％的(Mo1-xCrx)Si2的二硅化钼组合物为基础的，其中x在0.16≤x≤0.19的范围内；以及
其中至少一个部分是以二硅化钼组合物为基础的，所述二硅化钼组合物包含：
a)大于或等于90重量％的MoSi2，剩余物为铝硅酸盐和/或SiO2；或
b)大于或等于90重量％的(Mo,W)Si2，剩余物为铝硅酸盐和/或SiO2。


2.根据权利要求1所述的加热元件，其中x在0.16≤x≤0.18的范围内。


3.根据权利要求1或2所述的加热元件，其中x在0.165≤x≤0.175的范围内。


4.根据权利要求1～3中任一项所述的加热元件，其中被铬置换的...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃里克·斯特罗姆，彼得·林德布卢姆，
申请(专利权)人：山特维克知识产权股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE