Керамическая масса для изготовления плотных электроизоляционных изделий

 

AZk -, В)i, гуди

ОП И©АЯИЕ

Союз Советских

Социалистических

Республик 721378

ИЗОБРЕТЕН Ия

К IlkIEHTV (61) ДополнительныЙ к патенту— (22) ЗаявлЕно 130875 (21) 2163184/29-33 (23) ПриоритЕт — (32) 13. О 8. 75 (31) ИР С04В/180456 (33) ГДР (51) М. Кл.

С 04 В 35/48

С 04 В 35/00

Государственный комитет

СССР

«о делам изобретений и открытий

Опубликовано 150380. Бюллетень № 10 (53) УДИ 666 ° 593 (088. 8) Дата .опубликования описания 150380 (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Иоахим Вигманн, Гюнтер Крюгер, Иоахим Грауль, Вальтер Либшвагер и Вернер Тюммлер (ГДР) (71) заявители (54) КЕРАМИЧЕСКАЯ МАССА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ПЛОТНЫХ ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к огнеупорным керамическим материалам, покрываемым глазурью, с высокой плотностью и механической прочностью.

Наиболее близкой по технической сущ ности и достигаемому результату является огнеупорная масса для изготовления многослойных диэлектриков, включающая вес,Ъ: тонкомолотое свинцовобариевоборосиликатное стекло 40- )0

60 и кристаллический материал, например, циркон, 40-60. Температура спекания этого материада 1000 С (1).

Однако безделия из этой смеси имеют недостаточно высокую прочность из-за 16 несоответствия коэффициента линейного расширения стекла и циркона.

Цель изобретенйя — повышение механической прочности.

Цель изобретения — повышение 20 механической прочности.

Поставленная цель достигается тем, что керамическая масса для изготовления плотных электроизоля- ционных керамических изделий, включаю- 25 щая циркон и стекло, содержит магнийкальцийалюминиевосиликатное стекло состава, мол. Ъ: SiO> 55-65, AI O 12-18, NgO 7-20, СаО 4-10 и по крайней мере один кисел из группы В О ВаО, ZnO, . 30

В О 3-11,5 при следующем соотношении компонентов, вес.В:

Циркон 40-6 4

Магнийкальцийалюминиевосиликатное стекло 36-60

Причем, масса содержит циркон фракции, вес. Ъ:

0,01-6,3 мкм 30-99

6, 3-30 мкм 0,5-65

30-100 мкм О ° 5-5 р а стекло фракции, вес. В:

0,01 -2 мкм 25-99

2,0-15 мкм 0,5-70

15-100 мкм 0,5-5

При данном составе стекла разность средних коэффициентов. линейного расширения от 20 до 400"С между цирконом и стеклами составляет 1, О 10 град

B качестве сырьевого материала может применяться как чистый размолотый циркон, так и размельченный цирконовый концентрат со следующим химическим составом, вес.Ъ:

ZrSiO Не менее 94,0

А1 Ози не связаная с двуокисью циркония

В О Не более 4, О

TiO< ГелО,СаО,R О Не более 0,8

721378

-6

3,8 ° 10

949 25

0,9 10

Таблица 1

Характеристики

975

975

975

Линейная усадка при обжиге по отношению к прессованному сырцу 11,6 .

lli8

11,8

Плотность от теоретической, % 92,3

93,3

93,3

Прочность на изгиб, кг/см

1530

1150

1510

3,0

Пример 2. По технологии, описанной в примере 1, готовят смесь циркона фракции, вес.%:

0,01-6,3 мкм 48

6,3-30,0 мкм 48

30 0-100,0 мкм 4

Изделия из данной шихты изготовляют любой формы и обжигают при температуре менее 1050 С. Формирование, может осуществляться как литьем шликера, так и путем прессования гранулята по известной керамической технологии.

Пример 1. В шаровой мельнице сухим способом измельчают циркон до ,следующих фракций, вес.%;

0 01-6 3 мкм 48

6,3-30 мкм 48

30-100 мкм 4

Берут стекло в виде фритты следующего химического состава, мол.%:

SiO) 60,7, А? О 14,5, NgO 7,4, СаО 6,1, ВаО 2,5, Щ) 8,3 и В О

0,5 со следующими физическими параметрами, приведенными нижекоэффициент термического расширения КТР при 120 400оС rP

;Температура трансф. стекла Т ф, С ) .738 .Температура размяг чения стекла Тен, C о

Модуль упругости Е, кг см

Температура спекания, OC

Продолжительность спекания, ч

Средний коэффициент линейного расширения (50-400ОC) 10 Град

Электрические свойства замерены на образцах, полученных после обжига

2 и имеют следующие результаты, приведенные ниже.

3дельное объемное сопротивление, ом.см при 200 С 6,9 ° 10 при 400 С 1,7 10 при 600 С 4,9 10

Коэффициент диэлектрических потерь при 3,2 Мгц равен 10, 3 10 4.

Сначала размельчают его с помощью щековой дробилки и очищают от металлических частиц посредством пропускания через магнитный сепаратор.

Далее стекло раэмалывают в вибрационной мельнице мокрым способом, до следующих фракций, вес.%:

0,01-2 мкм 37

2-15 мкм 60

15-100 мкм 3

Затем 40, 3 г стекла и 59, 7 r циркона подвергают совместному измельчению, к этой смеси добавляют 13,5 r водного раствора поливинилового спирта и интенсивно перемешивают.

Из приготовленной таким образом смеси формуют изделия методом сухого прессования при удельном давлении

1000 кг/GM . Плотность получаемого сырца составляет 60-63% от теоретической. Затем иэделия нагревают в муфельной печи до,600 С при выдержке в течение 1 ч, а затем.доводят до температуры спе кани я с различной выдержкой.

Спеченные иэделия, полученные после обжига при различных режимах обжига имеют следующие свойства: приведенные s табл.l. со стеклом следующего химического состава, мол.%: SiO 57, 7, AI О 14, 4, MgO. 15,7, СаО 8,5, ВаО 0,8, В 0 1,2, 721378

R>O 0,4 и следующими физическими параметрами, приведенными ниже.

Коэффициент термического расширения КТР,при (20-400 С), град 4,3 10

Температура трансформ. стекла Tg oC

738

Температура размягчения стекла Тзой, С . 950

Е, кг ° см 0 8 ° 106

Причем стекло имеет фракцию, вес. В1О

Таблица 2

° 975

975

975

955

955

Продолжительность спекания, ч

0,5

4, 12,0 12 2

12,3

12,0

12,0

Плотность сырца от теоретической, %

94,4

94,5

93,6

93,3

93,5

Прочность на изгиб, кг/см

1660

1410 1720

17 30

1680

R>O О, 5 И следующими физическими параметрами, приведенными ниже.

Коэффициент термического расширения -e при 20-400 С,КТР; град Зр 8 ° 10

Температура трансфор. стекла Т, С

Температура размягчения стекла Тэой, С 949

40 Модуль упругости Е, кг/см 0,9 -10 в

Причем слекти

Причем стекло имеет фракцию, вес.%:

0,01-2 мкм 34

2-15 мкм 61

45 15-100 мкм 5

Полученную смесь, содержащую 45,3 г, стекла и 40,2 r циркона, подвергают совместному помолу и получают иэделия по технологии, описанной в примере 1.

5О Изделия после термообработки имеют

1 следующие свойства, приведенные в табл. 3.

738 Т а б л и ц а 3

975

975

975

11,6

1l 6

11,4

Температура спекания, ьс

Линейная усадка при обжиге по отношению к прессованному иэделию, %

Электрические свойства изделий замеряют на образцах после -обжига

2 и 5 и имеют следующие результаты, приведенные ниже.

Удельное объемное сопротивление, ом. см. обжиг 2 обжиг 5 при 200 С 10", 10

400 С 1,4-10 2,0 10

600оС 1, 7 10 2 4.10в

Коэффициент диэлектрических потерь при 3, 2 Мгц

12,6 10 12,0 10

Пример 3. По технологии описанной в примере 1 готовят смесь циркона фракции, вес.% |

О, О 1-6, 3 мкм 33

6, 3-30 мкм 63

30-100 4 о с измельченным фриттованиым стеклом состава, мол.%: SiO 60, 7, А? 0 14,5, NgO 7,4, Са0 6,1, ВаО 2,5, В 0 8,3; > о

Температура спекания,, С

Температура спекания, ч

Линейная усадка при обжиге по отношению к прессован,.чу изделию — сырцу, %

0,01-2 мкм 33

2-15 мкм 65

15-100 мкм 2

Полученная смесь включает 52 г стекла и 48 г цирконового концентрата, иэ которой по технологии описанной в примере l, формуют фасонные изделия и обжигают. Спеченные изделия в зависиьюсти от режима обжига имеют следующие свойства, приведенные в табл.2..721378

Продолжение табл.3

Свойства

Обжиг 1 Обжиг 2 Обжиг 3

Плотность сырца от теоретической, Ъ

93,0 93,5

1350 1420

93,8 й

Прочность на изгиб, кг/см

1460

Коэффициент линейного расширения (50-400 С) 10 град 1

3,8

3,8

3,8

Формула изобретения

Составитель

Редактор Л. Новожилова Техред О. Легеза Коректор М.Шароши

Заказ 72/18 Тираж 671 Подпи сиое

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Электрические свойства замерены ,на образцах после обжига 3 и дают следующие результаты, приведенные ниже.

Удельное объемное сопротивление, ом см << 20

200 С 8,4 10

400 С 2,9-10

600 С 5, 8; 10 .

Коэффициент диэлектрических потерь 25 при 3,2 Мгц 9,4 10

1. Керамическая марса для изготов- ЗО ления плотных электроизоляционных изделий, включающая циркон и стекло, отличающая ся тем, что, с целью повышения механической прочности, она содержит магнийкальцийалюминиевосиликатное стекло следую-З щего состава, мол. Ъ: S10 55-65, А1 0 12-18, MqO 7-20, СаО 4-10 и по крайней мере один окисел из группы

:В О, ВаО, ZnO R О 3-11, 5 при следующем соотношений компонентов, вес.Ъ:

Циркон 40-64

Магн ий к альций— алюминиевосиликатное стекло 36-60

2. Масса по п.1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что она содержит цир кон фракции, вес. Ъ:

0,01-6,3 мкм 30-99

6, 3-30 мкм О, 5-65

30-100 мкм 0,5-5

3. Масса по п.3, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, она.содержит стекло фракции, вес.Ъ:

0,01-2 мкм 25-99

2,0-15 мкм 0 5-70

15-100 мкм 0,5-5

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Ф 3673092, кл.. 252-520, 1972.