Электроизоляционная композиция
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН
„„SU„„1072104 . А
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
0,1-0,5
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3493663/24-07 (22) 17.09.82 (46) 07.02.84. Бюл. Р 5 (12) A.Ô.Иауриí, B.A.Перепелицын, Д.С.Рутман,. В.A.I ðoí, Т.В.Чусовитина, Г .A .. Таксис, . В.Г..Сиваш, L .A.Åãoðîâ, A Ä.Хомутинина и С.Г.Беспамятнйх (71) Восточный научно-исследовательский и проектный институт огнеупорной промышленности (53) 621.315(088.8) (56 ) .1 . Врон В.A ., Степанова И.A . и др. Отчет Вост.ЙО по НИР, Р roc.
per. 740415599. Свердловск, 1975.
2. Патент СССР Р 489364, кл. Н 01 В 3/02, 1970. (54 ) (57 ) ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННАЯ КОИПОЗИЦИЯ, содержащая плавленый периклаз и модифицирующую добавку, о .тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения электроизоляционных свойств, она содержит в качестве модифицирующей добавки смесь мелкодисперсных метакаолинита и метакристобалита при следующем содержании компонентов, мас.Ъ:
Плавленый периклаз 98,0-99,5
Иелкодисперсный метакаолинит 0,4-1,5
Иелкодисперсный .метакристобалит
1072104
10
Изобретение относится к электроизоляции и может найти применение, в частности, при производстве периклаэа, используемого в качестве наполнителя в трубчатых электронагревателях.
Известна электроизоляционная композиция на основе периклаза, модифицированного хлористым натрием или оксидом алюминия и циркония (1) .
Однако плавленный периклаз с указанными добавками имеет невысокие электроизоляционные свойства. Электросопротивление при 1000ОC 1,23 10
6,75.10, при 800 С 6,75 ° 10
3,27 ° 10, при 600 С 7,90 10
1,18 ° 10 Ом ° см.
Наиболее близкой к предлагаемой по техническому существу является электроизоляционная композиция на основе плавленного периклаза, модифицированного силикатом магния.
Указанная добавка позволяет повысить электросопротивление периклаза, вследствие предотвращения разрушения зерен периклазà f2) °
Однако указанная композиция имеет недостаточно высокое электросопротивление при высоких температурах при
1000 С 6,35-10, при 800 С 1,5 х х10 Ом см) и большие токи утечки (12, 2 MA.)
Цель изобретения — повышение электроиэоляционных свойств композиции.
Поставленная цель достигается тем, что электроизоляционная композиция,содержащая плавленый. периклаз и модифицирующую добавку, в качестве модифицирующей добавки содержит смесь мелкодисперсных метакаолинита и метакристобалита при следующем содержании компонентов, мас.%:
Плавленый периклаз 98,0-99,5
Иелкодисперсный метакаолинит 0,4-1,5
Мелкодисперсный метакристобалит 0,1-0,5
Смесь мелкодисперсных метакаолинита и метакристобалита при введении ее .в периклаз покрывает зерна периклаэа, тем самым предохраняя их от разрушения, и при 600-1000 С взаимодействует с поверхностью зерен, частично залечивая их дефекты и образуя тонкие электроизоляцион ные пленки в виде муллита, форстерита и алюмомагнезиальной шпинели, имеющие электросопротивление при
1000 С от 10 до 10 Ом,см. Это приводит к увеличению электроизоляционных свойств периклаза.
Введение в композицию указанной смеси в количестве 0,5-2,0 мас.% способствует скольжению зерен при изготовлении нагревателей. Скольжение препятствует разрушению зерен периклаэа и способствует их аксиаль. ному расположению и более плотной укладке при уплотнении трубчатых нагревательных элемен тов. Это обусловливает улучшение теплопроводности периклаза и равномерное распределение температуры по объему нагревательного элемента. В результате в трубчатом нагревателе с предлагаемым электроизоляционным материалом отсутствуют. локальные перегревы и повышаются электроизоляционные свойства. За счет высокой реакционной способности при невысоких температурах добавка реагирует с частицами периклаза и частично залечивает дефекты поверхности периклаза, которые являются источниками электропроводности. Вследствие этого снижаются концентрация дефектов на поверхности зерен периклаза и электропроводность материала.
При содержании метакаолинита менее 0,4 и метакристобалита менее
0,1 мас.%, не происходит полного и качественного покрытия поверхности зерен плавленого периклаза, что не обеспечивает повышения электроизо.ляционных свойств.
При содержании указанных компонентов соответственно более 1,5 и
0,5 мас.% происходит снижение плотности периклаза в трубчатом электронагревателе, что приводит к снижению злектроизоляционных свойств.
Введение добавки с размером частиц не более 10 мкм обеспечивает
З5 покрытие частиц тонкой пленкой, способствующей скольжению зерен и залечиванию поверхностных .дефектов зерен плавленого периклаза.
Использование добавки с размером частиц более 10. мкм снижает эффект введения добавки, поскольку при этом частицы добавки только частично покрывают зерна периклаза,вследствие . этого не предохраняют от разрушения и значительно труднее вступают в реакцию с поверхностью зерен периклаза,так как снижается реакцион. — . ная способность добавки.
Содержание примесей щелочей и оксидов железа в укаэанных материалах не должно превышать 1,0 мас.%каждого. Содержание примесей более указанного количества приводит к тому, что при температуре выше
900 С резко возрастает доля электронной проводимости и снижаются электроизоляционные свойства периклаза.
В качестве исходных сырьевых материалов для получения метакаолинита можно использовать обогащенный као- . лин, GI Håóïoðíóþ глину.на основе каолина, накрит, диккит, галлуаэит.
Для получения метакристобалита можно использовать кварц, халцедон, 1072104 опал, люссатит, кремнеземистое стекло.
Исходные материалы подвергают нагреву до 80-1100 С. При этом происходит удаление свободной и конституционной воды и переход их в реакционно-активные формы. Минералы алюмосиликатной группы переходят в рентгеноаморфный метакаолинит, обладающий высокой удельной поверхностью. Полученные материалы после прокалки смешивают в заданном.соотношении. Образующаяся смесь метакаолинита и метакристобалита имеет микрочешуйчатую структуру, высокую реакционную способность и повышенные электроизоляционные свойства.
-Метакаолинит с содержанием приме.сей щелочей и оксидов железа менее
0,1 мас.% получают известными мето4 дами химического обогащения сырье: вых материалов.
Пример. Периклаз, выплавленный в электродуговой печи, с содержанием, мас.%г МоО 97,3; С80 ?,00, 7 46 Fe 0 0,09 Al> 0> 0, T5 охлаждают до 100-150 С и йзмельчают до величины зерен менее 0,5 мм. Лобавку готовят из природной смеси каолинита и кремнезема при соотношении.4:1.
Содержание примесей в добавке изменяется от С,б до 1,3 мас.%. Добавку вводят в плавленый периклаз
15,в количестве 0,5-3,0 мас.% и перемешивают в мешалке 15-20 мин.
В таблице приведены электроизоляционные свойства предлагаемой и известной композиции.
1072104 с
1 гч
I г3
\ хи хО
O Ю
Фо
t D
„сф 3
CO
Гс3 м с3
Ю м О
Ю с м
Ю с3 с м х х о а
Е И
1 о г-3
СО м
Гс3 гО1 с
3А
D с гс3 м
Ю с т-3
СО
»О -3 3 м с
Гс3
% 3
Гс» с-3
33С» . %-3
»3»
%-3
00 м с
Ю т4
3 3A м
° .
»о 1
° 3
О» с гс3
%-3 с м о м с.3
О »
Ю с
I .AO Bl
O,И1 X
dI X I3t K (ч ld
m vio ееох
Р3 Р Х
Ю 3
Ю
С»
С»
Гс3
3 333 1
3Х 1 3») 1
Э t В
Эг»3» Ф 1
3: ° хо аtd!$1
1 Х I
Ф -! ot м с т-3
Ю с
Ю»
D с
%-3
»О с
С»
»О с
»,О с
C) х х
1»
rd
Е О с
И х о а и
Х Ф 1 хХ1О
ФД 1 — -3
И 333 I Х а 30 I Х иэ эо! о
ЦЦ1 Цt Ю
Ю с
С»
»О с
Ю с
Ю с
LO с
С3
О 1Э13 и 333 1 ЕХ t Э б! гл
I 3d !.» 1 t ! Х 1Ц
Ц 1Э
I 3d !а ! О le о
»33» 1
° 1 о.
o t
3d I а
I Х
1 Э с 1 (Ч
333 I Q
o!z
1 х
Э 1
Х1Х о!х
1 Ц о
O I 3d
Х I К
3d
Э 1 I-» I
Х I . a3 1
Х 1 Е 1 б \ — \
К I 1
n, t 33
Э 1 333 1 гг» со го с с с
Г3 О О 33 с
СО с
С»
CO с
Ю »3 с
C) Ю с
ОЪ
Ц I, 3
О1 Ы
u t x
I а
1 Э ! Е
Г I
Ф х 1
Х»33
Ф а
Э
t3t И
Х
Р Ф
О 3 а и х о а, о д о а
x o
Ф К
1
I ф 1
1
1 I
I 1
I 1
1 1
1 i ! Dt
I Dl
1 г01
3 — 1
I I
ut о 1
4 Dl
Ф! Ю! а1 о1
Wl с-331 т4 Гс» Ul 3А Гс3 ГЧ с с D с с с с
D D О N О О О О
Ю Ю гГ3 о о Ю с с с с I
СО (, И О» 3 О3 О»
О » О» О О 01 г3 М Г»Л О го
t.
I
1
1
1
I!
1 1
I
1
I
I !
1072104
8 а
Составитель A. Кругликов
Техред С,Мигунова .. Корректор В.Бутяга
Редактор С,Юско
Заказ 135/44 Тираж 683 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, И-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патеит", г.ужгород, ул.Проектная, 4
Реэультатаы, приведенные в таблице показывают, что наилучшие электроизоляционные свойства достигнуты в вариантах 1-5, где общее содержание добавки изменяется от 0,5 до
2,0 мас.%, содержание щелочных примесей и оксидов железа не превышает
1,0 мас..Ъ, а размер частиц добавки не более 10 мкм. Электросопротивле- . ние периклаэа с предлагаемой добавкой увеличивается по сравнению с прототипом при 1000 С в 4-5 раэ, при 800 С в 12-15 раз, токи утечки снижаются s 4 раза. При этом введение предлагаемой добавки не снижает электрической прочности (удельного пробивного напряжения)по срав. нению с прототипом.
