Реферат: Электроизоляционная керамика 
Таблица 1. Фазовый состав и основные свойства
электрофарфора
| Показатель |
Фарфор |
| твёрдый |
с повышенным содержанием муллита |
кристобалитовый |
корундовый |
| Состав, % |
| Муллит |
25-28 |
35-48 |
23-25 |
10-12 |
| Кремнезем |
10-12 |
1-5 |
23-25 |
- |
| Кристобалит |
- |
- |
20-25 |
- |
| Корунд |
- |
0-5 |
- |
35-40 |
| Стеклофаза |
60-62 |
55-60 |
28-33 |
45-50 |
| Основные свойства |
| Прочность при изгибе, МПа |
70 |
120 |
110 |
170-220 |
|
Ударная вязкость, кДж/м2
|
1,5 |
2,0 |
2,2 |
2,5 |
| Электрическая прочность, МВ/м |
30 |
35 |
35 |
35 |
Таблица
2. Основные классы электротехнических материалов соот-ветственно применению
| Класс |
Применение |
Вид керамики |
Характерные особенности |
| 1 |
Изоляторы для ус-тройств высокого и низкого
напряжения, низкой частоты |
Электрофарфор и глиноземистый фарфор |
Хорошие электромеханические свойства, возмож-ность
изготовления изоляторов любых размеров |
| 2 |
Низкочастотные и вы-сокочастотные изоля-торы и
конденсаторы малой ёмкости |
Стетит, ультрафарфор, корундо-муллитовая керамика,
цельзиановая керамика |
Небольшое значение εr
|
| 3 |
Конденсаторы высо-кого и низкого напря-жения,
высокой и низ-кой частоты |
Рутиловая, перовскитовая, титано-циркониевая
керамика, стронций-висмутовый титанат, алюминат-лантановая керамика |
Высокое и очень вы-сокое значение εr, за-данное или не регла-ментированное зна-чение ТКε
|
| 4 |
Термодугостойкие узлы: искрогаситель-ные камеры,
основа-ния нагревательных элементов и проволоч-ных резисторов, изоля-торы в
вакуумных приборах |
Кордиерит, литий-содержащая, высокоглиноземистая и
цирконовая кера-мика |
Высокая механи-ческая стойкость при нагреве и
стойкость к термоударам |
| 5 |
Высоконагревостойкие изоляторы |
Керамика на основе чистых оксидов алю-миния, магния,
бе-риллия и т. д. |
Высокие электри-ческие свойства при высокой
температу-ре, высокая тепло-проводность |
| 6 |
Резисторы |
Смесь керамики с са-жей или графитом; керамика на
основе смешанных кристал-лов оксида цинка и оксидов металлов с переменной
валент-ностью |
Повышенная и высо-кая электропровод-ность, линейная
и нелинейная вольт-амперные харак-теристики |
Таблица
3. Огнеупорные глины
| Место-рож-дение |
Содержание оксидов, % |
Потери при прокали-вании, % |
|
SiO2
|
Al2O3
|
Fe2O3
|
CaO |
MgO |
K2O
|
Na2O
|
| Часовъяр-ское |
49,6-60,74 |
27,17-36,15 |
0,77-1,97 |
0,24-1,12 |
0,64-1,32 |
1,42-2,99 |
0,19-0,54 |
9,86-7,35 |
| Дружков-ское |
47,0-57,0 |
32,4-37,0 |
0,81-1,32 |
0,72-1,38 |
0,16-0,50 |
1,18-3,48 |
11,46-9,50 |
| Торжков-ское |
45,5-55,1 |
28,9-37,3 |
0,43-2,73 |
0,46-2,30 |
0,14-1,81 |
0,04-1,59 |
0,24-0,96 |
17,70-11,06 |
Таблица
4. Каолины
| Место-рож-дение |
Вид коалина |
Содержание оксидов, % |
Поте-
ри при про-кали-вании, %
|
|
SiO2
|
Al2O3
|
Fe2O3
|
CaO |
MgO |
K2O
|
Na2O
|
| Прося-новское |
Нео-бога-щён-ный |
65,0-69,7 |
21,7-26,4 |
0,84-1,0 |
0,4-0,7 |
0,08-0,3 |
0,27-0,83 |
- |
7,9-4,9 |
| Обо-гащён-ный |
45,5-47,4 |
37,4-39,8 |
0,3-0,94 |
0,15-1,3 |
0,12-0,56 |
0,15-0,77 |
0-0,68 |
14,0-13,2 |
| Глухо-вецкое |
Нео-бога-щён-ный |
65,3-69,6 |
22,2-26,2 |
0,2-0,5 |
0,32-0,45 |
- |
0,13-0,15 |
- |
8,7-7,9 |
| Обо-гащён-ный |
46,0-47,9 |
37,1-40,4 |
0,21-0,95 |
0,13-0,5 |
0-0,53 |
0-0,4 |
0-0,003 |
13,7-13,1 |
| Кыштым-ское |
Нео-бога-щён-ный |
69,0 |
21,1 |
0,95 |
0,65 |
0,32 |
- |
- |
6,99 |
| Обо-гащён-ный |
45,7-49,2 |
36,3-38,2 |
0,5-2,2 |
0,46-1,6 |
0,28-0,76 |
0,39-0,80 |
0-0,59 |
13,7-12,1 |
| Балай-ское |
Обо-гащён-ный |
45,5-51,1 |
34,2-37,2 |
0,6-0,8 |
0,3-0,88 |
0,1-0,2 |
- |
0,7-0,96 |
- |
| Ангрен-ское |
Нео-бога-щён-ный |
54,6-57,1 |
30,2-32,3 |
0,1-0,8 |
0,7-1,2 |
0,28-0,3 |
- |
0,28 |
- |
Таблица 5. Кварцевые
материалы
| Сырьё |
Содержание оксидов, % |
Потери при прока-лива-нии, % |
|
SiO2
|
Al2O3
|
Fe2O3
|
CaO |
MgO |
K2O
|
Na2O
|
|
Кварцевый песок
|
| Любе-рецкий |
99,5-98,6 |
0,06-0,8 |
0,1-0,2 |
0,1-0,2 |
0,04-0,1 |
0,1 |
- |
0,08-0,02 |
| Авдеев-ский |
96,6-98,8 |
2,7-0,7 |
0,1-0,2 |
0,2-0,6 |
0,1-0,2 |
- |
- |
0,1-0,3 |
| Талшин-ский |
99,3-99,7 |
0,3-0,2 |
0,04 |
0,06 |
0,03 |
- |
0,04-0,1 |
0,1-0,4 |
| ГДР |
99,7-99,8 |
0,1 |
0,01 |
0,02 |
0,03 |
- |
- |
0,13-0,15 |
|
Кварц жильный
|
| Нарын-Кунтин-ский |
90,7-99,4 |
0,4-0,6 |
0,0-0,6 |
0,0-0,8 |
0,0-0,9 |
2,7-0,0 |
0,0-0,2 |
0,26 |
Таблица 6. Полевой шпат и
пегматит
| Сырьё |
Содержание оксидов, % |
Поте-ри при прока-лива-нии, % |
|
SiO2
|
Al2O3
|
Fe2O3
|
CaO |
MgO |
K2O
|
Na2O
|
|
Пегматит
|
| Глубо-чан-ский (Тока-ров-ский) |
71,3-75,4 |
14,8-16,2 |
0,4-0,6 |
0,6-1,2 |
0,1-0,4 |
4,6-5,3 |
3,6-4,5 |
1,0-1,5 |
| Прила-дож-ский |
65,6-77,7 |
13,1-19,3 |
0,1-1,0 |
0,6-2,3 |
0-0,7 |
4,1-5,9 |
3,6-5,1 |
0,8-1,6 |
| Елисе-евский |
70,7-75,6 |
13,3-17,1 |
0,3-0,8 |
0,5-1,3 |
0-0,2 |
3,0-4,9 |
2,9-5,3 |
0,6-1,5 |
| Алапаев-ский |
65,5-74,4 |
13,9-19,7 |
0,2-0,4 |
0,2 |
0,1 |
7,9-12,0 |
1,9-3,5 |
- |
|
Полевой шпат
|
| Норвеж-ский |
65-74,7 |
19,2-20,2 |
0,1-0,3 |
- |
0,2 |
11,1-12,8 |
3,3-3,7 |
3,4-3,5 |
| Применя-емый в США |
65-68,6 |
17,3-19,9 |
0,1-0,3 |
0-0,5 |
0,03 |
10,5-12,0 |
2,7-3,3 |
3,6-3,9 |
| Применя-емый в Швеции |
64,0 |
19,4- |
0,1 |
0,08 |
- |
14,0 |
1,9 |
7,3 |
| Применя-емый в ФРГ |
68,5 |
17,6 |
0,3 |
0,2 |
0,1 |
10,6 |
0,7 |
15,8 |
Таблица 7. Циркониевое
сырьё
| Сырьё, место-рожде-ние |
Содержание оксидов, % |
Потери при про-калива-нии, % |
|
SiO2
|
K2O
|
TiO2
|
ZrO2
|
Al2O3
|
Fe2O3
|
CaO |
MgO |
| Бадделе-ит, Бразилия |
0,69-0,19 |
- |
- |
96,84-98,9 |
0,13 |
0,37-0,82 |
0,21-0,06 |
- |
0,98-0,28 |
| Циркон-фавас светло-коричне-вый, Бразилия |
15,35 |
- |
0,51 |
81,64 |
0,9 |
1,00 |
- |
- |
0,63 |
| Циркон-фавас аспидно-серый, Бразилия |
2,05 |
- |
0,56 |
92,87 |
0,7 |
3,50 |
- |
- |
0,52 |
| Циркон-фавас чистый, Бразилия |
0,48 |
- |
0,48 |
97,19 |
0,4 |
0,92 |
Сле-ды |
- |
0,38 |
| Циркон, Шри Ланка |
33,86 |
- |
- |
64,25 |
- |
1,08 |
- |
- |
- |
| Циркон, Швеция |
32,44 |
- |
- |
65,76 |
- |
0,42 |
0,09 |
- |
0,46 |
| Циркон, Австра-лия |
30,00 |
- |
2,08 |
65,42 |
1,2 |
0,44 |
0,14 |
0,22 |
- |
| Циркон, Россия (Ильмен-ские горы) |
34,79 |
- |
0,91 |
57,95 |
2,88 |
1,94 |
1,85 |
- |
0,15 |
| Циркон, Россия (Вишнё-вые горы) |
32,63 |
0,48 |
1,22 |
63,53 |
0,37 |
0,88 |
0,61 |
0,07 |
0,35 |
| Циркон, Россия (Жданов) |
34,09 |
1,08 |
Нет |
59,93 |
1,4 |
1,44 |
0,12 |
- |
- |
Таблица
8. Тальки
| Тальк |
Содержание оксидов, % |
Потери при прока-лива-нии, % |
|
SiO2
|
Al2O3+TiO2
|
Fe2O3
|
CaO |
MgO |
| Онот-ский |
60,22-62,28 |
0,01-1,63 |
0,41-1,09 |
Следы-0,5 |
31,02-32,99 |
5,9-4,92 |
| Шабров-ский (флотиро-ванный) |
57,66-58,65 |
Следы-0,87 |
2,81-3,65 |
Следы-0,19 |
31,95-32,5 |
7,06-6,25 |
| Миасский |
55,3-56 |
0,43-2,14 |
7,3-8,1 |
0,19-1,1 |
28,5-29,5 |
5,6-5,3 |
| Алгуй-ский |
68,4 |
0,25 |
0,27 |
0,08 |
25,9 |
3,8 |
| Кирги-тейский |
60,7-63,8 |
0,04-0,09 |
0,09-0,3 |
0,36 |
31,8 |
4,6-4,7 |
Таблица
9. Показатели диоксида титана различных модификаций
| Моди-фикация |
Сингония |
Кажу-щаяся плот-ность, кг/м3
|
Твёр-дость по Мо-осу |
Показатель прелом-ления света по двум направ-лениям |
Тем-пера-тура пере-хода в ру-тил, 0С
|
TKl, 10-7
К-1
|
εr
|
| Ng* |
Np** |
| Анатаз |
Тетраго-нальная |
3900 |
5-6 |
2,55 |
2,49 |
915 |
0,47-0,82 |
31 |
| Брукит |
Ромби-ческая |
3900-4000 |
5-6 |
2,70 |
2,58 |
753 |
1,45-2,29 |
78 |
| Рутил |
Тетраго-нальная |
4200-4400 |
6 |
2,90 |
2,61 |
>1000 |
0,71-0,92 |
89* 173** |
* Максимальное значение
** Минимальное значение
Таблица 10. Технические
требования к диоксиду титана различных марок
| Марка |
Содержание оксидов, % |
Нераство-римый остаток, % |
|
TiO2
|
SiO2
|
Fe2O3
|
SO3
|
P2O5
|
| Конден-саторная |
≥99,0 |
0,28 |
≤0,10 |
≤0,05 |
0,5 |
- |
| Пигмент-ная |
94-98 |
- |
- |
- |
0,02-0,05 |
- |
| Лигатур-ная |
≥99,5 |
- |
0,13 |
0,04 |
0,05 |
0,5 |
| Специ-альная |
≥99,5 |
0,2 |
0,1 |
0,04 |
0,05 |
0,3 |
Таблица 11.
Электрофизические показатели стеклоэмалей
| Номер стекло-эмали |
104 tgδ при
|
ρ, Ом·м,
при 2000С
|
TKε, 10 К-1
|
εr
|
Температура, 0С
|
|
200С
|
2000С
|
Размягче-ния |
Каплеобра-зования |
| 7 |
11 |
20 |
1010
|
70 |
10 |
560±10 |
820±10 |
| 272 |
10 |
12 |
1013
|
70,5 |
9 |
750 |
- |
| 278-2 |
18 |
20 |
1013
|
70±5 |
9 |
710±10 |
840±10 |
| 43 |
23 |
25 |
5·1010
|
65±5 |
17 |
620±10 |
800±10 |
| 25 |
27 |
28 |
5·1010
|
77±5 |
- |
- |
- |
Таблица 12. Основные
физико-химические свойства образца
| Материал |
Плотность, кг/м3
|
Твёрдость по Моосу |
Микротвёрдость, ГПа |
Модуль упругости, ГПа |
ТКl, 10-6 К-1
|
| Алмаз |
3490-3540 |
10 |
10 |
90 |
0,9-1,45 |
| Кубический нитрид бора |
3440-3490 |
9,9 |
9,25 |
72 |
2,1-4,0 |
| Карбид кремния |
3200 |
9,0 |
3,3-3,6 |
36,5 |
6,5 |
| Электрокорунд |
3950 |
8,5 |
2,0-2,1 |
- |
7,5 |
Таблица
13. Составы для металлизации керамических материалов
| Керамический материал |
Компоненты пасты |
Состав пасты в %( по массе) |
| Стеатитовая керамика |
Молибден
Железо
|
98
2
|
| Форстеритовая керамика |
Молибден
Марганец
|
96
4
|
| Коррундомуллитовая керамика УФ-46 |
Молибден
Марганец
|
80
10:20
|
| Корундовая керамика |
Алюмосиликатный плавень*
Молибден
Марганец
Борид молибдена
Глазурь
|
10
74
15
5
6
|
* Добавляется при 100% марганца
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Электротехнические
материалы: Справочник/В. Б. Березин, Н. С. Прохоров, Г. А. Рыков, А. М.
Хайкин. М.: Энергоатомиздат, 1993. 504 с.
2. Никулин Н. В., Кортнев В.
В. Оборудование и технология производства электротехнических конструкций.
М.: Энергия, 1999. 416 с.
3. Белинская Г. В., Выдрик Г.
А. Технология электровакуумной и радиотехнической керамики. М.: Энергия,
1997. 336 с.
4. Материаловедение и проблемы энергетики:
Пер. с англ./Под ред. Г. Ф. Мучника. М.: Мир, 1992. 576 с.
5. Технология
электрокерамики/Г. Н. Масленникова, Ф. Я. Харитонов, Н. С. Костюков, К. С.
Пирогов. М.: Энергия, 1994. 224 с.
6. Масленникова Г. Н.,
Харитонов Ф. Я., Дубов И. А. Технологический расчет в керамике. М.:
Стройиздат, 1994. 224 с.
7. Балкевич В. Л. Техническая
керамика. М.: Стройиздат, 1944. 255 с.
8. Прозрачные
поликристаллические керамические материалы/ Под ред. Г. А. Выдрика, Т. В.
Соловьевой. Обзорная информация. Сер. Электротехнические материалы. М.:
Информэлектро, 1995. 49 с.
9. Попильский Р. Я., Пивинский
Ю. Е. Прессование порошковых керамических масс. М.: Металлургия, 1993.
176 с.
10. Абразивная и алмазная
обработка материалов: Справочник/Под ред. А. Н. Резникова. М.:
Машиностроение, 1997. 392 с.
11. Исследование и
разработка материалов для реакторов термоядерного синтеза. М.: Наука, 2000.
183 с.
12. Синтез и
исследование материалов на основе силикатов и других тугоплавких соединений.
Тр. МХТИ им. Д. И. Менделеева. Вып. 123. М.: 1993. 298 с.
13. Лазарев В. Б.,
Соболев В. В., Шпалыгин И. С. Химические и физические свойства простых
оксидов. М.: Наука, 1993. 254 с.
14. Костанян К. А.,
Геворкян X. О. Керамические и стеклянные диэлектрики в
электронной технике. Ереван: Изд-во АН Арм. ССР, 1994, 204 с.
15. Электрические изоляторы/Под
ред. Н. С. Костюкова. М.: Энергоатомиздат, 1994. 296 с.
16. Самсонов Г. В. Тугоплавкие
соединения: Справочник по свойствам и применению. М.: Металлургиздат,
1993. 398 с.
17. Самсонов Г. В., Кулик О.
П., Полищук В. С. Получение и методы анализа нитридов. Киев: Наукова
думка, 2000. 317 с.
18. Андреевский Р. А., Спивак И. И. Нитрид
кремния и материалы на его основе. М.: Металлургия, 1998. 136 с.
|
