Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Аветиков В.Г. Магнезиальная электротехническая керамика

.pdf
Скачиваний:
19
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
8.64 Mб
Скачать

В. Г. АВЕТИКОВ

э . и . з и н ь к ѳ

МАГНЕЗИАЛЬНА

сЭЛЕКТРО-

*ТЕХНИЧЕСКАЯ

КЕРАМИКА

В. Г. АВЕТИКОВ, Э. И. ЗИНЬКО

МАГНЕЗИАЛЬНАЯ

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКАЯ

КЕРАМИКА

«Э H Е Р Г И Я»

М О С К ВА 1973

 

 

!

И£

 

•;$>*

1

 

 

6П2.1.06

!

 

- i - j : . ' - ' !i

І

J ?

/'

A19

 

i

ЧИТАЛЬНОГО ЗАЛА

Г

^

 

у

д

 

к

б

2

і ÿ

/ £

f

Аветиков В. Г. и Зинько Э. И.

A19

Магнезиальная

электротехническая

керамика.

М., «Энергия»,

1973.

 

 

 

184 с. с

ил.

 

 

 

 

 

В книге рассматриваются составы, технология производства и

свойства

различных

видов

магнезиальной керамики,

применяемой

в электро-, радио- и электронной технике. Приводятся данные о наи­

более

распространенных

магнезиальных диэлектриках — стеатитовой,

форстеритовой, кордиеритовой керамике и 'керамике на основе чистой

окиси

магния. Дается

обзор основных источников сырья,

применяемого

в

производстве

магнезиальной

керамики.

 

 

Книга предназначена для широкого круга инженерно-технических

работников электротехнической промышленности, занимающихся вопро­

сами разработки, производства и применения различных видов магне­

зиальных

диэлектриков.

 

 

 

 

3310-396

121-73

 

 

6П2.1.06

А

051(01)-73

 

 

 

 

 

 

 

©Издательство «Энергия», 1973 г.

ВАРДАН ГЕОРГИЕВИЧ АВЕТИКОВ ЭСФИРЬ ИОСИФОВНА ЗИНЬКО

Магнезиальная электротехническая керамика

Редактор И. 3. Аснович

Редактор издательства Л. А. Решмина Обложка художника В. И. Карпова Технический редактор Т. А. Маслова

Корректор А. К Улегова

Сдано в набор 27/ІІІ 1973 г.

Подписано к печати

21/ IX 1973 г.

Т-15523

Формат 84X108732

 

Бумага типографская № 3

Уел. печ. л. 9,66

 

Уч.-изд. л. 10,69

Тираж 3 000 экэ.

Зак. 139

 

Цена 54 коп.

Издательство «Энергия». 113114, Москва, М-114, Шлюзовая наб., 10.

Московская типография № 10 Союзполиграфпрома при Государственном комитете Совета Министров СССР

по делам издательств, полиграфии и книжной торговли. Москва, М-114, Шлюзовая наб., 10,

ПРЕДИСЛОВИЕ

Электротехнические изделия из специальных керами­ ческих материалов широко применяются в самых различ­ ных областях современной техники в СССР и за рубе­ жом. Особенно необходимы эти издёлия- в электро-, радио- и вакуумной технике, электронике, авиации. Ке­ рамика, применяемая для изготовления специальной аппаратуры и различных устройств, работает при высо­ ком напряжении и больших токах, высокой частоте элек­ трического поля, механических нагрузках, вибрации, вы­ соких температурах. Часто в современной аппаратуре на керамические изделия одновременно действуют различ­ ные факторы.

В связи с повышением мощности электроаппаратуры, увеличением тока и напряжения, повышением частотных характеристик и ряда других параметров такие электро­ изоляционные материалы, как электрофарфор, стекло и пластические массы, во многих случаях не удовлетворя­ ют предъявляемым требованиям. Расширение и ужесто­ чение требований к электротехническим изделиям при­ вело к разработке ряда новых керамических материалов, каждый из которых обладает специальными свойствами.

Среди разнообразных видов выпускаемой промыш­ ленностью технической керамики широкое применение получила группа электротехнических магнезиальных ма­ териалов. Различные виды магнезиальной керамики: стеатитовая, форстеритовая, кордиеритовая, материалы из чистой окиси магния — обладают рядом ценных свойств, делающих их незаменимыми при использова­ нии в качестве диэлектриков в электротехнике, радио­ технике, электронике и других отраслях. Стеатитовая ке­ рамика характеризуется малыми диэлектрическими поте­ рями и высокой механической прочностью. Форстеритовая керамика, помимо этих свойств, отличается согласован­ ностью по температурному коэффициенту линейного рас­ ширения с некоторыми металлами, что позволяет приме­

нять ее в конструкциях, где необходимо соединение ке­ рамики с металлом. Высокая стойкость к термоударам, дугостойкость и хорошие электроизоляционные свойства кордиеритовой керамики дают возможность использовать ее для деталей различных ''дугогасительных устройств электроаппаратуры и других целей. Керамика из окиси магния имеет особенно высокое электросопротивление, малые диэлектрические потери.

Свойства указанных типов магнезиальных керамиче­ ских материалов обусловлены различием их шихтовых составов и применением исходных сырьевых материалов, отличающихся химическим и минералогическим соста­ вом, а также структурой. Существенное влияние на свой­ ства керамических магнезиальных материалов оказывает технологический процесс их производства. Применение того или иного процесса производства вызвано прежде всего шихтовым составом керамической массы, габари­ тами и конструкцией изделия, требованиями к точности размеров получаемого изделия. Наличие в составе кера­ мической массы достаточного количества глинистых ма­ териалов делает ее пластичной и позволяет изготавли­ вать из нее изделия различными методами по пластичной технологии или мокрым прессованием (штамповкой). При отсутствии глинистых компонентов в шихте изделия изготавливают по непластичной технологии. Не меньшее влияние на свойства керамических материалов оказывает технология обжига, особенно температурные и газовые режимы.

В настоящей книге рассматриваются физико-химиче­ ские основы формирования магнийсодержащих керами­ ческих материалов, их свойства, методы производства изделий. Особое внимание уделено основному виду про­ мышленного сырья — тальку, используемому для произ­ водства изделий из стеатитовой, форстеритовой и кордие­ ритовой керамики. Более детально рассматриваются оте­ чественные керамические материалы, получившие широкое внедрение в промышленности и используемые в электро­ технике и частично в радиоэлектронике.

Авторы

КЛАССИФИКАЦИЯ И ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ МАГНЕЗИАЛЬНОЙ КЕРАМИКИ

Магнезиальные керамические материалы различаются

. по свойствам, которые определяются химическим и мине­ ралогическим составом, а также структурой материала. Эти керамические материалы отличаются наличием в их составе окиси магния, содержание которой в стеатитовой керамике составляет 20—35%, в форстеритовой -—4.0— 50%, в кордиеритовой— 5—15% и в чистомагнезиаль­ ной— 97—100%. Керамический материал состоит из кри­ сталлических соединений и стекла, образующихся при обжиге. Свойства материала определяются в основном составом кристаллической фазы. Классификация магне­ зиальной керамики рассматриваемых типов по минера­ логическому составу дана в табл. 1-1.

Во многих странах: СССР, США, ГДР, ФРГ, Англии, Швеции, Чехословакии, Польше, Румынии и др. — освое­ но производство электроизделий из магнийсодержащей керамики, главным образом из стеатитовой, форстерито­ вой и кордиеритовой и в меньшем объеме из керамики на основе чистой окиси магния. Особенно широкий раз­ мах получило производство изделий из стеатитовой ке­ рамики, так как она имеет низкие диэлектрические поте­ ри, большую механическую и электрическую прочность, высокое электрическое сопротивление и по этим харак­ теристикам намного лучше электрофарфора и стекла.

Из стеатитовой керамики вырабатывают широкий ас­ сортимент крупногабаритных высоковольтных высокоча­ стотных антенных изоляторов, в том числе стержневых, крестообразных и распорных с широкой гаммой типораз­ меров; такелажные (оттяжковые) изоляторы, опоры под радиомачты и др. Осуществлено также производство разнообразных по конструкции высокочастотных радио- и электроустановочных деталей сложной конфигурации

ж

я

4

VD

>>

Ш

(d H O O a

>» S

о

«

O

Ф

ж

s

fc- o

4- (« O. O

Я

s s

O H

s

ж

s

s cd eu

Ф

»

«s

O

я

Ж

4 cd

s

M

ф

S3

U

cd 5

«

S

Ctf cd

*

S

«■ S o u cd

4

S

s cd O. O)

* cd

m «

§ g.

*д D О Й

® S

и S

ж S

чeuчo P

H a> g

я2 5a ?î

И H c

O D

C « k—1u

y i

5 s .

9 -«^ * es

cd Я s

SOg

<U4 g

b 4

s 2 6 H

оH ж ns

H t- о о J2 о --

С ж ^

ё £ § \

S Йg g

H O-C

ч

s

X о _ Л t, я

И о ч о Е Я

ж ш У о у S a g so® со О «а

о

С

О)

45 Ж - . Я

Ж Ж

О 03

£ X ЕР <ц

Я g

О. Ä

«

Ф « Ч та

<Т>Ьй

В о Ч о

3 о « н

о

о

. к Я V си о <ѵ Си

н с

00 О О — 1

ю Ю СО Ю со СО со CD

bo р, be Рн

ч №

я

ж 33

я

о

s

ао

 

h-

г-

ю

LO

ю

ю

 

та

І

 

 

 

 

Ж

4)

 

 

 

 

о

^

 

 

 

 

О)

 

V

 

я

 

S *

 

о

та

 

н X ч

 

«С? Я

Ф

X

и

О к/ 5

В

ф

S r

О-

о- Ä

3 яч ï

Я

5

и ,П,я

 

та«

н

 

 

ж

 

(U S

R

S

4)

 

) ^

Я

Ä

ч

та 4

S к о

СП

 

о

8

ф У

 

 

--

*

Он 2

 

o'5

 

м

о

 

У

.Sts

g

 

 

о 3 я н

шН Ж О Я

оа га н

о>» eu «J * К h Ф

s s * r a o ^

Он О Он UH О

щ 0.0 о . н с с ж >»

со со

СО СО

со со

іэд Р,

S и

о

Он

sS О

О £- н в? о Ч

« s та

о s о та 3 Он

шта

Ч

. >>

Си о

^

§

 

н

4)

 

н

ж

 

«

sS

н

ж

 

и

ж

 

о

та

ж «

я

н »я

 

о

о

 

о

н

 

«

и

«М05 ^ <М00 о es—ю-^сою ЮІЛ со со Г'- ts-

bû P, bû Р, bo р,

 

 

^

^

 

^

О)

 

4)

 

ч

 

 

 

та

J

К

Ï

к

 

5

хо gxg 3

О

и

В

2

и

S

о

та

 

о

 

о

 

о

 

Си

 

Си

 

ж

 

 

 

и4)

 

 

 

 

 

 

00

05

о

ю

о

 

 

 

Он

 

 

 

о

 

 

 

 

с

 

 

4) >>4)

 

 

§ ж

 

 

о

 

 

 

ф

я

 

 

er

 

 

s

 

та«

 

 

О н

Î

 

 

 

нж

 

h

о

 

 

Ж

а

 

 

§

 

 

S «CL

 

45

.г1^

 

4) кх

 

о

Я

^

 

ж

жН

~ о

45

 

3 у

Ч S

4

3

ж

 

та

со

{я-» нж

 

 

. 0 0

 

Я

О н

о

 

О н

я

ж

я

о

>>

 

 

 

о

 

 

 

ел

 

 

 

о

 

 

 

ьл

 

 

 

£

та

•♦

 

 

‘Ж я

 

{-

я

я

 

ч

ж

р

я

Я

и

н

о

Ьн

^

«

<d

я

S

о

н

н

Он о

си

ж

 

 

 

 

X

И

 

 

 

о

 

сГ -2ел

о

о

 

ел

 

^: х<м

<

 

6

 

< ел V,

ЬЛ

 

 

^ ю о

 

 

 

ьл

 

 

 

 

S

 

О Х - -

 

 

 

см

 

S

со

 

 

 

 

 

ем

 

 

 

 

н

 

н

н

ч

та

 

я

 

я

 

Он

 

Он

я

ж

ч

 

4)

 

45

ч

 

ж

 

н

 

я

Он

я

 

о

 

ч

ч

Ö

Он

 

Он

 

Он

>•.

45

 

о

 

о

 

 

С

 

ѳ*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

»я

 

 

 

2 ф

н

3

В м

 

да

 

н

а

ОнР

ä g

 

У “

 

я

та

о

t

о

5

 

X

2

•Ѳ*

Он

^

Он

 

 

 

 

 

 

 

 

с повышенной по сравнению с изделиями из электрофар­ фора и пластмасс механической прочностью, более высо­ кими электрическими характеристиками, стабильными при длительной работе. Стеатитовая керамика приме­ няется в электронной и вакуумной технике для производ­ ства вакуумных оболочек электронных ламп, а также в тех случаях, когда необходим диэлектрик со сравни­ тельно низкой диэлектрической проницаемостью.

Таблица 1-2

Требования ГОСТ 5458-64 к отечественным стеатитовым материалам типа В

 

Класс VII

 

Класс IX

Свойства

Группа

 

Группа

 

 

 

а

б

а

б

Диэлектрическая

проницае­

 

мость s при 20 °С

и f =

7,5

=

1 М г ц

не

более

.

. .

Температурный коэффициент

100+30

емкости ТКЕ,

10~6 °С~‘

Тангенс

угла

 

диэлектриче­

 

ских потерь

t g ô x

104 не

 

более

при

f

=

1

М г ц

и

 

при:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20 ° С ...........................

 

 

 

 

 

10

 

85 ° С ............................

 

 

 

элек­

15

Удельное

объемное

 

трическое

сопротивление

 

рѵ ,

о м - с м ,

не

менее при;

 

 

100 °С

 

 

 

 

 

 

 

125 °С

 

 

 

 

Е,

ІО12

Электрическая прочность

. 20

к в / м м , не менее

................при ста­

Предел

прочности

 

тическом изгибе,

к г с / с м 2 ,

1 400

не менее

............................

 

 

 

 

 

Температурный коэффициент

 

линейного

расширения

а ,

 

10- ’ °С_1,

в

интервале

6—8

от +20 до +100 °С . . .

7,5

8,0

8,0

100+30

150+30

150+30

10

20

30

15

30

40

 

ІО12

ІО'2

ІО12

-- -

20

20

20

1 400

1 500

1 400

СЛ 1

СЛ 1

5,5—7,5

Отечественные стеатитовые материалы по свойствам отвечают требованиям ГОСТ 5458-64 «Материалы кера­ мические радиотехнические», тип В, классы VII и IX (табл. 1-2). Согласно ГОСТ 5458-64 материалы класса VII рекомендуются для мелких деталей массового про-

Свойства

Диэлектрическая про­ ницаемость е при 20 °С и f = 1 Мгц

Температурный коэф­ фициент емкости ТКЕ, 10-6 “О 1 . .

Тангенс угла диэлек­ трических потерь tg<5X104 при -/ = = 50 гц и при:

20 °С . . . .

60

°С . . . .

О

О

 

ООО О

иоCJ

 

То же при

f =

1 кгц

и при 20 °С . . . .

То же при f =

1 Мгц

и при:

 

 

20 °С . . . .

60 °с . . . .

80

°С . . . .

О О

о

 

п

 

Удельное

объемное

электрическое

со­

противление ру ,

ом.см,

при:

 

20

°С . . . .

о о

о О

 

125

°.С . . . .

200 °С . . . .

О О

оо

 

сл о о

о О

 

600 °С . . . .

О

и О

 

О 00

 

1 000 °с . . . .

Электрическая

проч­

ность Е, кв/мм . .

DIN

40685-67,

SEN

040552-54,

со

 

ФРГ

Швеция

(N

 

 

 

 

со

 

 

 

 

LO

Группа 200

Тип 21

Тип 22

'-P,

Тип 220

Тип 221

, изJJ

 

 

>OB'

6

6

6

 

7

130+30 130+30

25—30

10—15

25—50

15—25

7—15

150

40—60

150

 

350

70—120

650

120—150

650

_

___

20—40

10—20

_

1,5—2,0

3—5

15—30

3—15

 

4—5

5—6

6—8

1013

ІО12 ІО12—ІО13

ІО9—ІО19 ІО1»10”

1013

108—ІО9 Ю16—10”

ІО7—ІО8 ІО9—10” 10u

101010й 10” —ІО12 ІО5—ІО8 ІО7—ІО8 ІО7108 ІО9ІО10 103—ІО5 ІО6—ІО7

10»—103 ІО5—ІО6

ІО5—ІО6

10’—108

ІО6—10’

ІО5—ІО6

20—30

30—45

20—35

25—45

25

Я

Я

Я

ч

хо

Я

н

стандартов к стеатитовым материалам

характеристикам

Требования зарубежных

по физико-механическим

“-8

СО у

>U

CNСС

Ю 5

О ^

хМ

2:

ы

С/5

Сн CU

е

2:

S

СМ

I

СМ

00

~

СМ С и [ со

см

со

см

I

CD

CN

ѵо

о

 

 

Я

 

 

 

я

 

 

 

я

 

 

 

а>

 

 

я

 

 

 

к

 

 

 

H

 

 

 

и

 

 

 

СО

 

 

 

си

 

 

 

S

 

 

 

си

 

-

Я

 

O4

 

я

 

 

 

н

 

 

 

о

 

 

 

о

 

 

 

я

 

 

 

я

 

 

 

о

 

 

я

си

 

1 CQ

 

я

ч

g

 

я

0)

я

 

ч

ес 2

_

и

5

Си

 

 

со

и I

 

 

 

 

 

о

о

 

 

 

 

 

о

о

 

 

 

о

 

о

о

 

 

 

о

 

о

о

 

 

 

І'''.

 

7 7

 

 

О

1

 

 

о

 

о

о

 

 

О

о

 

о

о

 

 

CD Th

 

о

о

 

 

 

 

 

00

00

 

 

о

 

 

о

о

 

 

О

 

о

о

 

 

о

 

о

о

 

 

о

ID

 

о

о

 

 

*—« 00

 

7

7

 

 

1

1

 

 

 

о

о

 

о

о

 

 

о

ю

 

о

о

 

 

CD

Th

 

о

о

 

 

 

 

 

о

05

 

 

О

 

 

О

о

 

 

§ s

 

о

о

 

 

 

ю ю

 

 

о

о

 

о

о

 

 

о

ю

 

о

о

 

 

CD

 

 

Ю ID

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

я

 

 

 

 

 

 

си

 

 

 

 

 

 

ѵо

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ѵо

 

 

 

 

 

 

я

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

со

 

 

 

 

 

 

я

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

я

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

р*

 

 

 

 

 

 

я

 

 

 

 

 

 

Ê-

 

 

 

 

 

 

я

 

 

 

 

 

X

н

 

 

 

 

 

о

 

X

я

 

X

3

я

 

 

я

си

 

0

я

 

я

я

я

 

Я

СО

 

я

я

 

s

m

 

я

0

 

Я

О

 

я

о

 

 

0

О*

0

си и

 

о

>.

 

о

0

о

 

CU

со

 

си

я

 

s

 

я

S 0

0

Ч

 

0

ч

я

Ьг,

 

я

[_

В4о

ч &

ч

с

я

и

я

ч

и

я

ч

2

 

 

 

 

И

Л

 

 

к

 

 

 

 

 

 

go

 

 

си

 

 

си °

 

 

с

 

 

с

 

я

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

(V

 

 

 

 

 

X

 

 

 

 

 

о

о

 

•о

 

 

 

о

 

 

о

о

 

,_ч

 

CD

CD

 

 

7

7

1

.1.

1! 7

о

о

 

 

т -

о

о

 

Г

 

 

см

 

05

 

 

 

с Г

 

 

о

о

 

со

 

 

 

О

ю

 

о

о

 

,_^

 

CD

CD

 

 

 

 

т—< ID

СО

с Г

00

1

1

1

"

1

1

о 1

о 1

ть

.1.

ть

г -

о

о

 

Г

о

 

Tf

Th

 

»“Ч

 

«-Н

оо

оо

CD CD

О

О

«

о I

•I-

г ^

О

О

 

 

СМ см

00

 

 

 

О)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

я

 

 

 

 

S

*

 

 

 

 

о

*

 

 

 

 

я

 

 

 

В1N

 

 

я

à

 

X

«

^

 

а?

*

 

3

Я

я

X

си ѵе

 

>>

я

 

 

 

3

я

я

0

гі

©

я

я

я

0

н

ь

«

о

я

о

5

g

 

 

0

си о

р

 

 

а

>> я

Ь

я

о

0

а*

 

>■» я

о

си Ш 0

0

ч

& 5

 

 

я

и

3

Й

с?

я

*9

и

я

Ч

0

о

 

 

0

£

Ч

W

 

 

ч

СІ

Си

 

 

О . І

о

45

 

 

«Я 0

 

 

с

5-

< н

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ