Шихта для изготовления микалекса

 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к составам для изготовления электроизоляционных материалов, применяемых в электротехнической промышленности в качестве высокочастотных конструкционных диэлектриков, а именно к составу шихты для изготовления микалекса. Цель изобретения - увеличение предела прочности микалекса при статическом изгибе и снижение водопоглощения. Шихта для изготовления микалекса содержит мас.% слюду мусковит 25 - 35, слюду флогонит 25 - 35, легкоплавкое алюмоборосиликатное стекло 35 - 45. 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК, (51)5 Н 01 В 3 04

1 А ::1с,:, с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ у ; "Ъ, с с

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21 ) 4347964/24-07 (22) 28.12,87 (46) 23,02.90, Бюл. № 7 (71) Иркутский политехнический институт (72) Т,И. Шишелова, H.Â. Леонова, Б.А. Байбородин, В.Н. Курбалов, В,Г. Борзов, В.С. Стариков и В.Г. Гаврилов (53) 621.315 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1053166, кл. Н 01 В 3/04, 1982, (54) ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ NHKAJIEKCA (57) Изобретение относится к электИзобретение относится к электрот ех нике, в ч а стности к со ст ав ам для изготовления электроизоляционных материалов, применяемых в электротехнической промышленности в качестве высокочастотных конструкционных диэлектриков, а именно к составу шихты для изготовления микалекса, Целью изобретения является увеличение предела прочности микалекса при статическом изгибе и снижение водопоглощения, В предлагаемой шихте в процессе нагрева происходит дегидрооксилация как мусковита, так и фпогопита, при..чем проведенными методами термогра- фии и ИК-спектроскопии установлено, что процесс дегидроксилации резко интенсифицируется в смеси мусковита с флогопитом при примерно равном их процентном соотношении (по сравнению с дегидроксилацией чистых слюд). Это создает предпосылки для более глубо„„SU„„1545263 А 1 ротехнике, в частности к составам для изготовления электроизоляционных материалов, применяемых в электротехнической промышленности в качестве высокочастотных конструкционных диэлектриков, а именно к составу ши:рты для изготовления микалекса, Цепь изобретения — увеличение предела прочности микалекса при статическом изгибе и снижение водопоглощепия. Шихта для изготовления микалекса содержит, мас,Х: слюду мусковит 25-35, слюду флогопит 25-35, легкоплавкое алюмоборосиликатное стекло 35-45. 3 табл. кого последующего взаимодействия слюды со стеклом. В процессе взаимодействия в такой системе на границах кристалликов слюды наряду с полевым шпатом, силлиманитом и лейцитом Оиру с (содержание которых увеличивается ф. по сравнению с известной шихтой) образуются также алюмомагнезиальные шпи- р нели, оливин, дополнительно упрочняющие материал, Э

Кроме того, наличие в составе флогопита оксида магния и фтора обеспечивает образование легкоплавких эвтектик с компонентами стекла, что способствует более глубокому стеклообразованию. Часть гидроксильных ионов во флогопите заменена фтором, который не удаляется в процессе нагрева, так как химически связанный фтор менее летуч по сравнению с ионами гидроксила, В процессе нагрева фтор может образовывать фториды, взаимо действующие с компонентами стекла и

1545263 в особенности с кварцем, Более низкое процентное содержание тугоплавкого оксида А1 0 з во флогопите, по сравнению с мусковитом, также создает предпосылки для образования эвтектик в системе слюда — легкоплавкое стекло.

Основной вклад в упрочнение конструкции вносит алюмомагнезиальная шпинель (MpA10 ) В процессе дегидр— оксилации мусковита образуется А1 0з, а. при дегидроксилации флогопита—

Мя0, при их взаимодействии главным образом образуется шпинель. Этим объясняется тот факт, что положитель- !5 ный эффект (т,е, повышение механической прочности, снижение водопоглощения) достигается при примерно равном содержании указанных слюд в составе электроизоляционного материала (т,е, 25-35 мас.Х). При меньшем содержании фпогопита выход шпинелеи незначителен, а при отсутствии его шпинели не образуется, так как в мусковите и в стекле отсутствует магний. При . 25 малом содержании мусковита (либо при его отсутствии ) выход шпинелей также резко снижается из-за дефицита А1 0 в системе, частично пополняемого за счет стекла. 30

В процессе изготовления микалекса обеспечивается более глубокое межфазовое взаимодействие " системе слюдастекло, по сравнению с известной шихтой, приводящее к созданию монолит35 ного, плотного материала с высокими механическими свойствами и с низким водопоглощением.

Способ изготовления микалекса состоит в следующем: молотые слюду, мусковит, слюду флогопит и легкоплавкое алюмоборосиликатное стекло смешивают при соотношении компонентов, мас,Х: слюда мусковит 25-35, слюда фпогопит 23-35, легкоплавкое стекло 35-45, Полученную смесь перемешивают в сухом виде в течение 30-40 мин, затем еще 30-40 мин после добавления

5-6Х воды, Увлажненную массу просеива-5 .„0 ют на вибросите. Затем прессуют брике ты под давлением 30 — 35 МПа, Полученные брикеты выдерживают в течение су— ток на воздухе, затем нагревают в течение 2,5 — 3 ч до 700 — 740 C u

55 .прессуют при температуре 430-450 С и давлении 30-35 МПа, отпрессованные пластины подвергают отжигу для снятия внутренних напряжений, возникающих при горячем прессовании.

Качественный микалекс заявляемого состава может быть получен, на основе стекол 203, 15, несколько хуже— на стекле 14. Стекла 2 и 12 не пригодны для изготовления микапекса изза высокой температуры размягчения (табл,1).

II р и м е р 1. Смешивают 55 мас,Х мусковита, 5 мас.Х флогопита и

40 мас,Х легкоплавкого стекла Р 203, Полученную смесь перемешивают в сухом виде в течение 40 мин, затем еще

40 мйн с добавлением 5Х воды. Увлажненную массу просеивают на вибросите и прессуют под давлением 30 MIIa. Полученный брикет сушат на воздухе в течение суток, затем" нагревают в течение 3 ч до 7!О С и прессуют при температуре 430 С и давлении 35 МПа, отпрессованные пластины подвергают отжигу,.

Пример ы 2-15 ° Условия примера 1 по соотношению мусковита флогопита и стекла. берут, указанные в табл,2. В этой же табл,2 приведены свойства получаемого микалекса.

Водопоглощение определяли по ГОСТУ, предел прочности при статическом изгибе определяли по ГОСТУ па образцах р аз мерами 1 20 к 1 5> 10 MM

Как видно из табл,2, наиболее высоким пределом прочности при статическом изгибе и низким водопоглощением обладает микалекс, содержащий, мас.Х: слюда мусковит 25-35, слюда фпогопит 25-35 и легкоплавкое алюмоборосиликатное стекло 35-45 (примеры 4-8), Предел прочности при статическом изгибе такого микалекса примерно в 1,5 раза выше, чем у известного, водопоглощение — в 4-6 раз ниже, чем у известного, Выход за пределы любого из компонентов приводит к снижению указанных свойств микалекса до уровня известного.

В табл.3 приведены значения свойств предлагаемого микалекса, изготовленного из различных слюд и стекол при оптимальном соо гношении компонентов, мас.Х: слюда мусковит 30, слюда фпогопит 30, стекло 40, Как видно из табл,3, положительный эффект достигается при использовании слюд различных месторождений и различных легкоплавких алюмоборосиликат х стекол, 5 15

Таким образом, микалекс из предлагаемой шихты обладает повышенной механической прочностью, пониженным водопоглощением, что позволит увеличить срок- его службы минимум в

1,5-2 раза.

Реализация изобретения возможна в условиях действующего производства без дополнительных расходов и капитальных затрат.

Формула и э обретения

45263 плавкое алюмоборосиликатное стекло, .. отличающаяся тем, что, с целью увеличения срока службы изделий из микалекса путем повышения предела прочности при статическом изгибе и снижения водопоглощения микалекса, в нее дополнительно введена слюда флогопит при следующем соотношении компонентов, мас.Х:

Слюда мусковит 25-35

Слюда флогопит 25-35

Легкоплавкое алюмоборосиликат1 5 яое стекло 35-45

Шихта для изготовления микалекса, содержащая слюду мусковит и легко1

Таблица!

Температура, C

Химический состав, мас.Е

Стекло, Р раэмяг стек. чеиия лова, иия

Р О т ВаО ZnO Мпо РетОа

Al 1 0 В О Сяо

8i Og.

Му0 На,О К,О

560. 571

509

454

439

614

551

489

480

2 60 2 10 6 4 7 !

2 58 2 5 6 4 6

14 !О 20 25 4 6 6

15 20 20 25 — — 6

203 2015 4 ° О 23э1 810

ll

9 20

9 20

12,2!

4,0 !0,8

Табл иц а2

Свойства микалекса

Пример

Состав шихты для микалекса, мас.Х

Водопог» лощение, X

Оксид магния

Флогопит

Предел прочности при статичес-

СтекМусковит ло ком изгибе, МПа

45-55

13

14

15(известный ) 5-«! 5

2 .3

5

7

9

ll

40-50

50,.

114

116

108

99

83

88

1.00-1 1 О

:0,031

0,027

0,030

0,020

0,008

0,005

0,008

0,007

0,025

0i030

О, 029. 0,035

0,040

0,030

0,070

1545263

Т а б л и ц а 3

Пример

Состав шихты

Свойства микалекса

Мусковит

4могопит - Стекло

Предел прочности при статическом изгибе, MIa

Водопоглощение, %

2

4

6

8

Мамский

То же

Il

It

»rt»

11»

It

tt бвдорский

То же

Слядянский

То же

Алданский

То же

Чупинский . Ковдорский

То же То же

tt

tl

Слюдянский

То же

Алд ан ск ий

То же

Мамский (40-50%) Оксид магния (5-15%) I

Составитель В. Бондаренко

Редактор Л, Гратилло Техред М,Дидык

Корректор О. Кундрик

Подписное

Тираж 444

Заказ 494

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул, Гагарина, 101

11 !

13

14 15

16

17

18

19 (известный) 203

14

203

14

203

14

203

14

15 г

203

14

203

14

Стекло

203 (45-55%) 159

161

156

138

159

139

163

162

129

161

131

157

164

136

100-110

0,009

0,010

0,006

0,007

0,009

0,005

0,005

0,011

0,004

0,004

0,018

0,009

0,006

0,023

0,008

0,008

0,021

0,012

0,070 г