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

размер зерен 5—7 мкм, максимальный до 15 мкм, мини­ мальный 3—6 мкм. Фриттованные легкоплавкие глазу­ ри вначале плавят в горшковых печах. Затем расплав­ ленную глазурь гранулируют путем слива ее в воду. Полученные гранулы подвергают тонкодисперсному мо­ крому помолу в шаровых мельницах с добавкой глини­ стых материалов, обусловленной составом глазури, для придания шликеру пластичности и получения однород­ ных суспензий. Крупногабаритные изделия, полученные по пластичной технологии или прессованием, глазуруют в полуфабркате после сушки окунанием в глазурную суспензию или поливом.

Плотность по ареометру сырых коричневых глазурей ГЖ, ГЖ-І и ГЖ-ЫІ, применяемых для глазурования изделий из стеатитовых пластичных материалов ТК-21, СПК-2 и СПК-5, лежит в пределах 1,52—1,56, время выдержки в глазурном шликере составляет 2—3 сек.

Изделия, изготовленные горячим литьем под давле­ нием, вначале подвергают утельному обжигу при 850—

ственно пульверизацией. Плотность глазурных суспензий составляет 1,51—1,56, если время глазурования равно 1—2 сек, и 1,32—1,34 — при большем времени глазуро­ вания (3—4 сек). Толщина глазурного покрытия на из­ делиях в полуфабрикате и после обжига находится со­ ответственно в пределах 0,2—0,3 и 0,1—0,2 мм.

Т а б л и ц а 2- 2

Интервал расплавления глазурей для стеатитовой керамики

Вязкость глазури определяют также косвенным путем по растеканию при нагревании глазури в ложбине сте­ атитовой пластины, установленной под углом в 45 °С. Нагревание производят до температуры спекания стеа­ титового материала, для которого предназначена гла­ зурь. Величина растекания глазури обратно пропорцио­ нальна вязкости. Растекание глазурей, предназначенных для стеатитовых изделий, составляет 8—12 мм, в отдель­ ных случаях — до 15—17 мм.

Т а б л и ц а 2-27

Температурные коэффициенты линейного расширения стеатитовых материалов и глазурей

Большое значение в вопросе получения качественных глазурованных изделий имеет температурный коэффици­ ент линейного расширения глазурей. Многочисленные данные свидетельствуют о том, что предпочитают приме­ нять глазури, имеющие меньший температурный коэффи­ циент линейного расширения, чем у стеатитового мате­ риала (табл. 2-27), для того, чтобы глазурное покрытие после охлаждения находилось в состоянии сжатия.

Возникновение в глазури растягивающих напряжений приводит к появлению на глазури трещин, если их ве­ личина превышает ее предел прочности при растяжении. При очень больших сжимающих напряжениях, возникаю­ щих при охлаждении глазурного покрытия керамических изделий (более 1000 кгс/см2), может происходить отслаи­ вание глазури. Температурный коэффициент линейного расширения глазурей является аддитивным свойством, как для истинных стекол, и определяется их химическим сотавом, так как окислы, составляющие глазури, имеют различные ТКЛР. Температурный коэффициент линей­ ного расширения глазури (а) может быть рассчитан по формуле Аппена [Л. 68]

где уi — состав глазури в молярных долях; щ % — мо­ лярные проценты входящих окислов; а, — числа молей;

Т а б л и ц а 2-28

ш —парциальный температурный коэффициент линейно­ го расширения компонентов (окислов) глазурей.

Так как различные окислы отличаются ТКЛР, то, из­ меняя химический состав глазури, можно регулировать ее ТКЛР. Однако при этом следует учитывать, что изме­ нение химического состава глазури определяет также и все ее другие свойства. При глазуровании стеатитовой керамики глазурями с.меньшим, чем у керамики ТКЛР, повышаются механическая прочность и термическая устойчивость керамики, так как в этом случае глазурное покрытие находится в состоянии сжатия (табл. 2-28).

ГЛАВА ТРЕТЬЯ

ФОРСТЕРИТОВАЯ КЕРАМИКА

3-1. СОСТАВ ФОРСТЕРИТОВОЙ КЕРАМИКИ

Основу форстеритовой поликристаллической керами­ ки составляет минерал форстерит, содержащийся в ней как преобладающая фаза в количестве не менее

только в виде одной модификации — форстерита и не подвержен полиморфным превращениям.

Кристаллическая решетка форстерита имеет остров­ ную структуру, состоящую из изолированных тетраэдров [Si04], связанных ионами Mg+2 и образующих октаэдри­ ческие группы MgOe. Лежащие рядом тетраэдры {Si04] направлены вершинами одни вверх, другие вниз. Для элементарной ячейки форстерита, состоящей из четырех

Кристаллы форстерита относятся к ромбической систе­ ме. Показатели преломления кристаллов форстерита Ng= 1,668 и Np = 1,636.

Форстеритовые материалы изготавливают преимуще­ ственно из тальков и окиси магния или магнийсодержа­ щих минералов, таких как магнезит и кремнезем. В со­ ставе отечественных форстеритовых материалов в каче­ стве основных исходных минералов используют тальк

Отнотского и магнезит Саткинского месторождений, а также окись магния, магнезию «уста», основной угле­ кислый магний и другие магнийсодержащие минералы. Кроме того, в 'составе масс используют различные до­ бавки и плавни. Для изготовления широко применяемой в отечественной промышленности форстеритовой кера­ мики ЛФ-ІІ используется окись магния, получаемая из природных карбонатов методом осаждения углекислого магния из растворов азотнокислых солей с последую­ щим прокаливанием его при температуре не выше 700— 750°С. Величина зерен окиси магния не более 20 мкм.

Продукт, получаемый при окислении (сжигании) ме­ таллического магния, имеет высокое содержание MgO (до 98%), но обладает низкой реакционной способностью (значение коэффициента светопреломления ІѴ= 1,734, близко к N периклаза). Поэтому керамика ЛФ-ІІ, при­ готовленная из такой окиси магния, требует для спека­ ния более высокой температуры обжига. Примерный шихтовый состав форстеритовой массы ЛФ-ІІ, мае. %: онотский тальк —>57, окись магния — 32, углекислый ба­ рий — 7, бентонит — 4 І[Л. 87].

Глинистые минералы в форстеритовых материалах часто отсутствуют или содержатся в малом количестве (2—4%). Это объясняется тем, что из форстеритовых материалов вырабатывают малогабаритные вакуумно­ плотные изделия и радиодетали по непластичной техно­ логии. Поэтому введение в форстеритовые материалы не­ больших количеств глинистых добавок вызвано только необходимостью получения водных суспензий, не оседаю­ щих и не расслаивающихся в процессе их помола, и по­ лучения нужных технологических свойств на других пере­ делах производства. Плавнями для получения спекшихся форстеритовых материалов с нулевой открытой и незна­ чительной закрытой пористостью, что особенно важно при получении вакуумно-плотных изделий, служат угле­ кислый барий, ашарит (2MgO • В20 3 • Н20 ), легкоплавкие борные и свинцовые соли.

В табл. 3-1 приведен химический состав сырьевых минералов, применяемых в СССР для производства фор­ стеритовых материалов. Используемые в шихте форсте­ ритовых материалов) иные составляющие компоненты: магнезия, жженая «уста», окись магния, основной угле­ кислый магний, барий углекислый должны отвечать тре^ бованиям соответствующих стандартов,