Электроизоляционный наполнитель и способ его получения

 

Электроизоляционный наполнитель и способ его получения. Использование: для изготовления трубчатых электронагревателей сопротивления или электронагревателей штифтовых свечей накаливания. Сущность изобретения: электроизоляционный наполнитель содержит, мас.%: оксид магния 97,2..,99,5 и соединения включения 0,5...2,8, последние содержат, мас.%: алюминат магния 60,0,.,80,0 и диоксид циркония кубической модификации 20,0...40,0, В шихту на основе оксидов магния и алюминия , расплавленную в электродуговой печи, перед кристаллизацией вводят оксид циркония , затем наполнитель измельчают и термообрабатывают, Полученный наполнитель в составе изделия имеет удельное объемное сопротивление при температуре 1000°С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ .

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 01 В 3/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4872362/07 (22) 09,10.90 (46) 23.07.92. Бюл.М27 (71) Восточный научно-исследовательский и проектный институт огнеупорной промышленности и Институт химии Уральского отделения АН СССР (72) А.И.Снегирев, А,А,Фотиев, Е,П,Абрамов, А.С.Сметанин и А,А.Вяткин (56) Патент ФРГ

N . 1665271, кл. Н 01 В 3/10, 1975.

Брон В.А„Степанова B,А. и др. О технологии изготовления и качестве плавленого периклаза. — Огнеупоры, 1979, М 2, с,5 — 10. (54) ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫЙ НАПОЛНИТЕЛЬ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ (57) Электроизоляционный наполнитель и способ его получения. Использование; для изготовления трубчатых электронагревате1

Изобретение относится к технологии получения электроизоляционных наполнителей на основе оксида магния, применяемых в электротехнической промышленности для изготовления трубчатых электронагревателей сопротивления или электронагревателей штифтовых свечей накаливания.

Известен электроизоляционный материал (наполнитель), содержащий гранулированный оксид магния (92,0 — 99,5 мас,%) и продукт взаимодействия оксида циркония с кремнеземом (0,5 — 8,0 мас,%).

Недостатком данного электроизоляционного наполнителя является низкий ресурс его работы в трубчатых электронагревателях сопротивления, не превышающий 350—

400 ч. Это связано с введением в состав

ЫЛ«ц 1749910 А1 лей сопротивления или электронагревателей штифтовых свечей накаливания, Сущность изобретения: электроизоляционный наполнитель содержит, мас.%: оксид магния 97,2...99,5 и соединения включения

0,5„,2,8, последние содержат, мас. : алюминат магния 60,0...80,0 и диоксид циркония кубической модификации 20,0...40,0, В шихту на основе оксидов магния и алюминия, расплавленную в электродуговой печи, перед кристаллизацией вводят оксид циркония, затем наполнитель измельчают и термообрабатывают, Полученный наполнитель в составе изделия имеет удельное объемное сопротивление при температуре 1000 С (1,9„,3,2) 10 Ом см, токи утечки при нагрузке 10 Вт/см — 1,6...4,13 мА. 2 с.п.ф-лы.

1 табл. наполнителя. продукта взаимодействия оксида циркония с кремнеземом, имеющего более низкое удельное электросопротивле- О ние, чем спеченный оксид магния, О

Наиболее близким является плавленый з периклаз, содержащий 97,2 — 99,5 мас,% ок- С) сида магния, 0,5 — 2,8 мас.% соединений включения (монтичеллит CaMgSiO<, мервинит СазМ9510 0е или другие, в зависимости от химического состава исходного сырья).

Способ получения такого наполнителя заключается в совместном расплавлении в электродуговой печи оксидов MgO, СаО, Si02, Fe20a и включает последующую их кристаллизацию, измельчение и термообработку кускового материала. Изеест н ый электроизоляционный наполнитель имеет

1749910 высокое удельное электросопротивление и счет повышения микротвердости материала хорошие технологические показатели: ка- и появления металлического железа, обжущуюся плотность, текучесть. рзующегося при абразивном истирании

Недостатком известного наполнителя оболочки электронагревателя при его изгоявляются высокие токи утечки при эксплуа- 5 товлении, . тации трубчатых электронагревателей, Тожесамоепроисходитиприповышенсоставляющие 32,0 — 40,0 мА при нагруз- ном содержании диоксида циркония кубике 10 Вт/см . ческой модификации(овыше 2), Цель изобретения — снижение токов При содержании алюмината магния меутечки в электронагревателе. 10 нее 3 снижение электроизоляционных

Для этого электроизоляционный на- свойств идетзасчетповышения концентраполнитель,- содержащий оксид магния ции заряженных частиц на линейных дефек97,2 — 99 5 мас.,4, соединения включения тах кристаллов.

0,5 — 2,8 мас.%, в качестве соединений вклю- Если диоксида циркония в соединениях чения содержит алюминат магния и диоксид 15 включения менее 1, то повышаются токи циркония кубической модификации йри утечки, связанные со снижением кажущейся следующем их соотношении (3 — 4):(1 — 2). плотности и текучести порошков, т.е. с качеПричем электроизоляционный нзполнитЕль ством изготовления трубчатых электронагполучают расплавлением в электродуговой ревателей; печи шихты на основе оксидов металлов и 20 Добавление диоксида циркония в расвведением в расплав перед.кристаллиэа- плав перед его крйсталлизацией повышает цией диоксида циркоййя.. выделение электрической мощности и споСущность изобретения заключается в собствует его перегреву. За счет этого при снижении концентрации линейнйх дефек- . кристаллизации расплава происходит обьтов (дислокаций) в кристаллах электроизо- 25 емная диффузия примесных соединений. ляционного наполнителя путем получения Рафинирование наплавляемого блока идет совершенной формы зерен материала, не только от центра к периферии, но и в близкой к сферической, и снижении массо- направлении перемещения электродов рудвой доли легкоплавких примесей в.соедине-. нотермической печи, ниях включения за счет повышения 30 Если диоксид циркония вводитьсовме. выделяемой электрической мощности для стно с шихтой, т.е плавить совместно оксиперегрева расплава передего кристаллиза- ды магния, алюминия и циркония, то цией, .::- процесс пойдет как и при известном. спосоПри плавке шихты, вклющающей окси- бе, и повышения электрической мощности в ды MgQ, Alz0g, вначалеудаляютсялетучиеи 35 расплаве не произойдет. Диффузионный легкоплавкие соединения. Затем образует- процесс удаления легкоплавких примесей ся магнеэиальный расплав. содержащий ка- наблюдается только в направлении от. центтионы примесныхэлементов, которыепосле ра к периферии-блока, что повышает конкристаллиэации образуют соединения центрацию легкоплавких йримесей в включения в оксиде магния, При наличии в 40 сортовом материале, в результате чего увесоединениях включения алюмината маг- личиваются токи утечки при эксплуатации ния и диоксида циркония кубической мо- наполнителя. дификации зерна плавленого материала Пример. Для получения электроизопри кристаллизации приобретают окта- ляционного наполнителя, содержащего 99,0 эдрическую форму (две пирамидки, кон- 45 мас.% оксида магния и 1.0 мас.% соединетактирующие одна с другой основаниями) ний вклЮчения (алюминат магния и диоксид вместо типичной кубической. Во время циркония кубической модификации при их термообработки порошка происходит соотношении 3.25;1,75} используют шихстирание вершин пирамидок и зерна при- ту состава, мас.$: M90 98.0; A40z 0,8; обретают более совершенную форму, близ-. 50 ZrGz 1,2. кую к сферической, т.е. с мйнимальйой Н руднотермическую печь ОКБ — 955H боковой поверхностью. Таким образом, загружают порцию шихты, содержащую окснижается концентрация линейных дефек- сиды Mg0 и А40з, и расплавляют. После тов кристалла на единице его поверхности получения жидкой ванны и выхода электи, следовательно, концентрация носителей 55 родов в расплав вводят ЕгО в количестве электрического тока. 1,2 мас.® от порции шихты. Затем загружа8 том случае. когда содержание алю- ют новую порцию шихты. содержащую MgO минита магния в соедйнениях включения и АЬ Оз. 8 расплавленной предыдущей порпревышает 4, происходит снижение злект- ции шихты с введенным в нее ZrOz начинароизоляционных свойств наполнителя эа ется кристаллизация оксидов М90, АЩз, 1749910

Удельное объемное электросопротивление, Ом см, при темпе а е С

1000

800

1,9 "l0 8,8 10

2,48

0,75

1,15

0,60

3,2 10

1,0 10

0,34

1,60

2,1 10

6,4 10

2,29

4,13

99,0

1,0

35,60

1 9.107

6,0 10в

20,38

11,10

1 Оксид магния

Соединения включения

Монтичеллит

Мервииит

ZrOz. Одновременно идет процесс расплавления новой порции шихты. После расплавления этой порции снова поднимают электроды над ванной расплава и вводят в него ЕгОр. В акой последовательности ве- 5 дут наплавление блока до заполнения ванны печи. Полученный блок извлекают из ванны, измельчают до требуемого зернового состава. Полученный порошок термообрабатывают во вращающейся печи, 10

При изготовлении злектроизоляционного наполнителя по известному способу производят расплав. гение всех оксидов одновременно, а затем осуществляют их кристаллизацикк 15

Приемы выполнения других примеров аналогичны приведенному.

Свойства электроизоляционного наполнителя приведены в таблице.

Как видно из таблицы, ток утечки элект- 20 роизоляционного наполнителя при нагрузке 6 Вт/см меньше в 8,8-- 32,5 раза, при нагрузке 8 Вт/см меньше в 8,9 — 22,9 раза, при нагрузке 10 Вт/cM — в 0,6 — 22,2 раза, 25

Состав электроизоляционного наполнителя, мас. $

1 Оксид магния 97,5

Соединения включения 2,5:3,00 алюминат магния диоксид циркония кубической модификации 2,00

2 Оксид магния 99,0

Соединения включения 1,0:3,25 алюминат магния : диоксид циркония кубической модификации l,75

3 Оксид магния 99.5

Соединения вклячения . 0,5:4,00 алюминат магния диоксид циркония кубической модификации 1,0 чем ток утечки известного электроизоляционного наполнителя.

Формула изобретения

1. Злектроизоляционный наполнитель для электронагревателя, содержащий, мас. ; оксид магния 97,2 — 99,5 и оксидные соединения включения 0,5 -2.8, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью снижения токов утечки в электронагревателе, он в качестве. соединений включения содержит алюминат магния и диоксид циркония кубической модификации при соотношении соответственно (3,0 — 4,0):(1,0 — 2,03.

2. Способ получения электроизаляционного наполнителя для электронагревателя, при котором шихту на основе оксидов металлов расплавляют в электродуговой печи, кристаллизуют, измельчают и термообрабатываат, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения токов утечки путем снижения концентрации носителей электрического тока, в расплавленную шихту перед кристаллизаций вводят диоксид циркония.

Ток утечки, мА, и ои на груз ке, Вт/см

Электроизоляционный наполнитель и способ его получения Электроизоляционный наполнитель и способ его получения Электроизоляционный наполнитель и способ его получения 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано в производстве вакуумно-люминесцентных и газоразрядных индикаторов и экранов для визуального вывода информации в устройствах отображения

Изобретение относится к керамическим материалам электротехнического назначения и может быть использовано в производстве функциональных наполнителей для электротехнических полимерных композиционных материалов

Изобретение относится к электротехнике ,в частности, к получению диэлектрических паст для изоляционных слоев толстопленочных микросхем

Изобретение относится к электротехнике , в частности к электротехническим периклаяовым порошкам для набивки трубчатых электронагревятелей особенно малых диаметров (6-8 мм)

Изобретение относится к электротехнике , в частности к изготовлению интегральных микросхем, и позволяет повысить адгезию пасты к керамической подложке

Изобретение относится к области электронной техники, к термочувствительным резистивным материалам
Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрокерамике
Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано при изготовлении газоразрядных индикаторных панелей (ГИП)

Изобретение относится к области электротехники, в частности к способу спекания с помощью СВЧ-нагрева, и может быть использовано для спекания компактированных керамических материалов микроволновым излучением

Изобретение относится к химическим соединениям оксидов ниобия, висмута и двухвалентных металлов - магния, цинка и никеля общей формулы (Bi2/3[ ] 1/3)2 (Me1/32+Nb2/3)2O6[]1, где [ ] - вакансии, Ме2+- Mg2+, Zn2+ или Ni2+, и может быть использовано для производства высокочастотных керамических конденсаторов

Изобретение относится к усовершенствованным диэлектрическим изоляторам и может быть использовано в свечах зажигания в камерах сгорания автомобилей. Предложенный изолятор имеет следующий керамический состав, мас.%: SiO2 25-60; R2О3 15-35, причем R2О3 представляет собой В2О3 3-15% и Аl2О3 5-25%; MgO 4-25% + Li2O 0-7%, причем общее количество MgO+Li2O составляет примерно 6-25%; R2О в количестве 2-20% (причем R2O представляет собой Na2O 0-15%, K2О 0-15%, Rb2O 0-15%) Rb2O 0-15%; Cs2O 0-20% и F 4-20% и содержит кристаллические зерна, ориентированные проходящими в первом (круговом) направлении и в направлении (радиальном), перпендикулярном первому направлению, а также первую область, где действует сжимающее напряжение, и вторую область, где действует растягивающее напряжение. Технический результат изобретения - повышение механической и электрической прочности изолятора. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 11 ил., 2 табл.

Электроизоляционный наполнитель и способ его получения

Наверх