книги из ГПНТБ / Технология электрокерамики

теоретического и в фарфоровых материалах в зависи­ мости от состава, дисперсности исходных компонентов, действия минерализаторов и режимов термической обра­ ботки изменяется в пределах от 15 до 30%.

Вторая кристаллическая составляющая в структуре фарфора — кварц. При нагревании массы в результате полиморфного превращения а- в (3-кварц, сопровождаю­ щегося изменением объема на 2,4%, в крупных зернах и вокруг них возникают напряжения, что вызывает обра­ зование трещин. До последнего десятилетия большинство исследователей отрицало перерождение кварца в кристобалпт. Однако В. В. Лапин (Л. 7-58] наблюдал крн-

растворяющихся зерен кварца в виде каемки начинается образование кристобалита, показатель преломления ко­ торого равен 1,489; при 1 400°С кристобалит начинает кристаллизоваться из кислого раствора. При исследова­ нии структуры фарфора при помощи электронного мик­ роскопа были обнаружены зерна кварца, полностью за­ полненные чешуйчатыми кристаллами кристобалита.

Согласно {Л. 7-28] из кварца обычно образуется лишь стекло, но в некоторых массах, обожженных при высо­ ких температурах, па внешней поверхности зерен про­ исходит превращение кварца в кристобалит.

При величине зерен кварца около +33 мкм в фарфоре наблюдается внезапное появление кристобалита, коли­

Количество и скорость растворения кварца зависят от количества и вида полевого шпата, дисперсности исход­ ных компонентов шихты, температуры и продолжитель­ ности обжига, а также от продолжительности охлажде­ ния. Тонкодисперсный кварц (10 мкм) растворяется при­ мерно вдвое быстрее, чем грубоднсперсный (100—

200мкм).

В[Л. 7-60] отмечается большое влияние величины зерен кварца на его растворимость. Установлено, что кварц, введенный с каолинитом, растворяется значитель­ но медленнее. В этом случае зерна кварца расположены лишь в контакте с алюмосиликатами и высокая темпера­ тура плавления эвтектики затрудняет возникновение жидкой фазы. Растворение кварца протекает более интен-

188

Сивно в полевошпатовой стеклофазе па основе альбита по сравнению с растворением в стеклофазе из микро­

жет переходить не только кремнезем, но также и глино­ зем, о чем свидетельствует изменение показателя свето­ преломления полевошпатового стекла в фарфоре.

Таким образом, процесс образования фарфора начи­ нается с реакций в твердых смесях, скорость которых лимитируется скоростью диффузии компонентов. Ско­ рость диффузии значительно возрастает с переходом в расплав полевого шпата, температура начала плавле­ ния которого может быть значительно снижена путем его тонкого измельчения.

Период интенсивного образования муллита в процес­ се фарфорообразования совпадает со вторым отмечен­ ным на термограммах каолина экзотермическим эффек­ том в области температур 1200—1 300°С; интенсивная муллитизация обусловливается взаимодействием окислов А12 03 и Si02, находящихся в активном состоянии после окончания первого экзотермического эффекта, отмечае­ мого на термограммах каолина при 900—1 100°С. При дальнейшем нагревании наряду с ростом кристаллов муллита происходит взаимодействие полевошпатового расплава с кристаллами кварца и обогащение стекло­ видной фазы расплавленным кремнеземом. В этот пе­ риод пористость резко уменьшается за счет закрытия пор полевошпатовым расплавом, вязкость которого с повы­ шением температуры сильно снижается, а диффузионная способность соответственно резко возрастает.

В результате указанных реакций образуется плотноспекшийся керамический материал, структура которого представлена следующими основными составляющими: кварцем, муллитом и стекловидной фазой переменного состава. Соотношение этих составляющих, их состав и распределение в основной массе, степень однородности структуры и текстуры материала, размер и форма кри­

фарфора.

189

Г Л А В А В О С Ь М А Я

К О Н С Т Р У К Ц И И И З О Л Я Т О Р О В

8 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Конструкции изоляторов обычно определяются их на­ значением н технологическими особенностями керамиче­ ских материалов. Существует большая группа керамиче­ ских изоляторов, конструкции которых в достаточной степени стабилизировались (рис. 8-1). Исходя из назна­ чения изоляторов многие элементы их конструкции рег­ ламентированы. Так, для изоляторов наружной установ­ ки согласно ГОСТ 9920-61 длина пути утечки должна быть не менее значений, приведенных в табл. 8-1.

Т а б л и ц а 8-1

Минимальная длина пути утечки внешних поверхностей изоляторов наружной установки

1 Изоляторы нормального исполнении для районов с обычной загрязненностью воздуха.

2 Изоляторы для работы в условиях загрязненной атмосферы.

Сведения о конструкциях и габаритных размерах изо­ ляторов приведены в каталогах, справочниках {Л. 8-1— 8-7] и ГОСТ на соответствующие изделия [Л. 8-8—8-14]. Целью настоящего сравнительно небольшого раздела является общее описание наиболее распространенных конструкций изоляторов и их элементов, а также неко­ торых особенностей, конструирования, связанных со спе­ цификой технологии производства изделий из керамики

190

Т а б л и ц а 8-2

Допустимые отклонения от номинальных размеров для изделий из фарфора

Согласно [Л. 8-8—8-15] отклонения от номинальных размеров для изделии из фарфора, изготовляемых по пластичной технологии, а также литьем в гипсовые формы, приведены в табл. 8-2, допустимая овальность изделий-—в табл. 8-3; искривления по оси изделий не должны превышать 1% длины изделия, непараллель­ ность торцевых поверхностей не более 1,5% *и не должна превышать 5 мм.

Т а б л и ц а 8-3

Допустимая овальность изделий

Д л я изделий с диаметром d, мм Овальность

Т а б л и ц а 8-4

Допустимые отклонения размеров и з о л я т о р о в , изготовленных ф о р м о в а н и е м , литьем или п р о т я ж к о й [Л. 8-15]

Изделия, предназначенные для эксплуатации при на­ пряжениях до 500 в, по объему не должны превышать 500 см3 при толщине стенки не менее 10% наибольшего размера изолятора. Их изготовляют методами прессо­ вания, формования, литья или протяжки, и они могут

тренней установки принята следующая система: первые две буквы (ОФ) обозначают «опорный фарфоровый», в некоторых случаях в обозначение типа изолятора

внутренняя заделка арматуры или заделка в нижний фланец овальной, круглой или квадратной формы. Бук­

фланца. РГзоляторы имеют характерные кольцевые сим­ метричные ребра без капельницы, типичные параметры которых приведены в табл. 8-6.

194

виях тропического климата, количество ребер увеличи­ вается до четырех на рабочие напряжения 6—10 кв и до девяти — на напряжение 35 кв. Эти изоляторы имеют более развитую поверхность, внутреннюю заделку арма­ туры, которая защищена от внешних воздействии более стойкими покрытиями, чем арматура обычных изолято­ ров.

Арматуру изоляторов изготавливают из чугуна, си­ лумина или стали и закрепляют на изоляторах с по­ мощью портланд-цемента. Цементные швы и арматуру защищают от действия влаги специальными покрытиями.

По электрическим свойствам изоляторы должны удовлетворять требованиям ГОСТ 1516-68.

П р о х о д н ы е и з о л я т о р ы предназначены для электрической изоляции токоведущих шин при проклад­ ке их через степы, потолки и другие элементы конструк­ ции. Изоляторы изготовляют на напряжения до 35 кв переменного тока частотой 50 гц. В обозначении типа проходного изолятора первая буква П означает проход­ ной, далее число в числителе дроби — рабочее напряже­ ние, в знаменателе — поминальный ток, через тирс ука-

Ф520

5)

зывается значение минимальной разрушающей нагрузки

добавляется буква К. На рис. 8-3 приведены в качестве примера две типичные конструкции проходных изолято­

вследующих вариантах: П-20/8000/4250; П-20/10000-4250

пП-20/12000-4250.

Армирование изоляторов обычно производят с по­ мощью цемента. Арматуру изоляторов на токи до 1 500 а изготовляют из чугуна и силумина. Для изоляторов на большие токи необходимо использовать арматуру из не­ магнитных материалов. В качестве токоведущих частей

196

применяют алюминиевые шины пли в некоторых случа­ ях шины из меди. При армировании изоляторов на токи

частями и комплектом монтажных детален. Внутреннюю

с шиной. Такая же пленка наносится с внешней стороны на поверхности под фланцем.

8-3. ИЗОЛЯТОРЫ НАРУЖНОЙ УСТАНОВКИ

О п о р и ы е и з о л я т о р ы наружной установки слу­ жат для монтажа токоведущих частей в различного рода высоковольтных устройствах открытого типа. В обозна­ чение типа изолятора входят три буквы и через тире два числа. Первая буква — О указывает, что изолятор опор­

ло соответствует значению номинального напряжения и второе—величине предельной прочности на изгиб. H i рис. 8-4 приведены два типа изоляторов: ОНС-10-500 — опорный изолятор стержневой на 10 кв и прочность на

Рис. 8-4. Опорные изоляторы наружной установки.

а — ОНС-10-500; б — ОНШ-35-2000.

197