книги из ГПНТБ / Технология электрокерамики

вой шпат с прорастаниями альбита или плагиоклазы, представляющие собой группы полевых шпатов, обра­ зованных изоморфным рядом альбита и анортита. Плагиоклазы делят на кислые с преобладанием альби­ та, отличающиеся повышенным содержанием кремне­ зема, и основные — с преобладанием анортита, с мень­ шим содержанием кремнезема. Потребляемые в произ­ водстве фарфора полевые шпаты должны содержать ограниченное количество примесей и главным образом железосодержащих минералов: магнетита, гематита, серного колчедана, биотита ([Л. 2-12—2-18].

В связи с ограниченностью запасов высококачествен­ ного полевошпатового сырья отечественные изоляторные заводы используют для производства фарфора пегма­ титы Токаровского (Глубочанского), Елисеевского («Зе­ леная Могила»), Приладожских, Алапаевского, Баргинского и других месторождений, представляющие собой смесь полевого шпата с кварцем. Химические составы пегматитов этих месторождений приведены в табл. 2-6.

Потребляемые отечественными заводами пегматиты имеют в своем составе повышенное содержание окисей

для электроизоляторной промышленности должно отве­ чать требованиям ГОСТ 7030-67 (табл. 2-7). При ис­ пользовании кускового полевого шпата и пегматита в ГОСТ 7030-67 оговорен размер кусков: для первого и второго сортов — 20—200 мм.

Повышенное содержание окиси натрия в составе стеклофазы за счет полевого шпата вызывает снижение ее вязкости и вследствие этого сокращает интервал спек­ шегося состояния фарфора. Повышение содержания окиси натрия в полевошпатовой составляющей фарфора обусловливает возрастание его тангенса угла диэлектри­ ческих потерь и может явиться причиной теплового

жет быть использовано в производстве изоляторов для линий электропередачи постоянного тока, так как при этом усугубляется процесс старения изоляторов вследствие

ших зарубежных фирм (ФРГ, Японии) характеризуется' почти в 2 раза меньшим содержанием (CaO + MgO).

Особенно нежелательно в полевошпатовых материа­ лах наличие окиси железа Fe203. Наличие в фарфоро­ вой массе окислов железа вызывает возрастание закры­ той пористости фарфора и является причиной брака изделий СЛ. 2-17]. Так как толщина стенки крупногаба­ ритных изоляторов достигает 150 мм, то процесс вос­ становления окислов железа из-за малой газопроницае­

новение восстановительных газов внутрь полуфабриката. При неполном же восстановлении содержащейся в мас­ се окиси железа до момента спекания глазури при дальнейшем повышении температуры происходит терми­ ческая диссоциация окиси железа с выделением газа, обусловливающего повышенную пористость фарфора.

Согласно ГОСТ 7030-67 молотое полевошпатовое и кварцево-полевошпатовое сырье (концентрат) в исход­ ном состоянии, а кусковой шпат и пегматит после из­ мельчения (высший и первый сорт до прохождения

шпатовом сырье ,не допускаются засоряющие примеси (биотит, турмалин, гранат, кальцит и др.), видимые невооруженным глазом.

2-4. КВАРЦЕВЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Одной из основных составных частей фарфоровой массы является кремнеземистый материал, который вво­ дят в состав шихты в виде кварцевого песка или жиль­ ного кварца (Л. 1-1, 2-1—2-5, 2-18]. В производстве фар­ фора используют достаточно чистые кварцевые пески осадочного происхождения, наиболее чистых разностей, применяемые также стекольными заводами. Известно, что кремнезем отличается сложным полиморфизмом. Всего насчитывают десять его кристаллических форм и две - стеклообразные. Модификационные превращения

38

Полиморфные превращения кварца связаны с объ­ емными изменениями, а также с изменениями его физи­ ческих свойств. Наибольшее практическое значение имеют быстрые полиморфные превращения, которые особенно значительно проявляются при превращении

* , + "относится к расширению, „—"—к сжатию.

основных модификаций кремнезема (кварц, тридимит и кристобалит), а также при превращении (3-кристо- балит^а-кристобалит, табл. 2-8 (Л. 2-3].

К кремнеземистым материалам, потребляемым изо­ ляторной промышленностью, предъявляются специаль­ ные технические требования.

39

Ниже приведены технические условия на широко ис­ пользуемый в изоляторной промышленности кварцевый песок Авдеевского месторождения (СТУ 77-10-018-62).

Используемые в производстве высоковольтного фар­ фора кварцевые пески в основном отвечают указанным выше требованиям, представляя собой чистые мономине­ ральные разности кремнеземсодержащего сырья (табл. 2-9).

2-5. ТАЛЬК

Тальк представляет собой гидросиликат магния, со­ став которого отвечает формуле 3MgO • 4SiC>2 • НгО. Теоретическое содержание окислов в тальке следующее, мае. %: 31,7 MgO, 63,5 Si02 и 4,8 Н 2 0 . Твердость талька

Тальк имеет слоистую структуру. Строение талька оказывает влияние на структуру керамического матери­ ала при оформлении изделий методом протяжки. Гидро­ фобные свойства чешуек талька препятствуют их ори­ ентации в определенном направлении, в результате чего после обжига изделия приобретают морщинистую по­ верхность (так называемую шагреневую кожу). В нашей стране для изготовления стеатита применяют тальк Онотского месторождения, а также тальк Шабровского, Миасского и Алгуйского месторождений (табл. 2-10) [Л. 2-1—2-5, 2-19—2-28].

При обжиге из талька удаляется химически связан­ ная вода и перестраивается кристаллическая решетка,

40

Изменения талька при нагревании можно представить у р а внением ре а кции

жидкости согласно диаграмме равновесного состояния MgO — Si02 появляются при 1 547°С. Наличие -в тальке примесей, таких как окислы железа„ кальция и др., спо­ собствует образованию жидкости при более низкой тем­ пературе.

Требования к тальковым сырьевым материалам

42

температуре 1 200—1 300°С. Тальковое сырье, использу­ емое в производстве керамики, должно отвечать требо­

железистые включения и прожилки карбонатов в куско­ вом тальке должны отсутствовать. Содержание окислов железа в онотском тальке находится в пределах 0,40— 1,10%, в шабровском флотированном—2,80—3,65%. Технические требования ГОСТ 879-52, распространяю­ щиеся на тальк шабровский флотированный и допуска­ ющие содержание окислов железа до 8,0%, не удовлетво­ ряют целям электрокерамического производства. Опыт использования шабровского флотированного талька по­ казывает, что содержание iFe203 в тальке, предназначен­ ном для производства термостойкой кордиеритовой ке­ рамики, не должно превышать 3,5%, для производства высокочастотных и высоковольтных стеатитовых изде­ лий — 1,0—1,5%.

Следует отметить, что разработанные свыше 15 лет назад основные нормативные документы на тальковое сырье в настоящее «ремя не отвечают в достаточной ме­ ре требованиям, предъявляемым производством специ­ альной электрокерамики, и нуждаются в переработке. С другой стороны, за истекшие годы участки Онотского и Шабровского месторождений, применительно к кото­ рым составлены эти документы, в значительной мере вы­ работаны и начата разработка новых участков (в онотской группе участки «Два камня» if «Камчадал»). Пред­ ставляют интерес для использования в производстве стеатитовой керамики алгуйский, бузектинский, мульводжский, киргитейский и другие тальки новых месторож­ дений, технологическое опробование которых в составе опытных масс показало их пригодность для этой цели.

К наиболее перспективным месторождениям и по за­ пасам сырья и по качеству талька следует отнести Алгуйское месторождение [Л. 2-19]. Значительные запасы алгуйского талька, природная мелкозернистость, неболь­ шая мощность вскрытых пород (до 3 м), близость к же­ лезной дороге обусловливают необходимость и целесо­ образность его быстрейшей промышленной разработки. Химический состав этого талька приведен в табл. 2-10. Тальк Алгуйского месторождения также тонко дисперги-

43

и кварцем. Последний имеет форму крупных зерен и тонкодисперсного маршалита. Обогащение талька пред­ полагается флотационное, после обогащения лучшие раз­ новидности сырья представляют собой мономинеральный тальк. Запасы талька сосредоточены в крупном теле, под самыми незначительными наносами, и могут разрабаты­ ваться открытым способом. В текущей пятилетке наме­

го талька приведен в табл. 2-10. Тальк отличается при­

44

Сподумен обладает характерной способностью подвергаться в природных условиях процессам выветривания, приводящим к вы­ носу лития из минерала. Вследствие этого содержание окиси лития в сподумене различных месторождений изменяется в широких пре­ делах и всегда меньше теоретического значения.

щий собой по существу псевдоморфозы глинистых минералов по

30%). При этом плотность минерала уменьшается с 3,15—3,19 до 2,40—2,43 г/см3.

Полиморфное превращение а- в В-форму сопровождается изме­

в электрокерамической промышленности, предъявляют следующие технические требования: содержание окиси лития должно быть не

ставлен кристаллами высокой твердости с хорошо очерченными пло­

рал легко подвергается изменениям, которые сопровождаются вы­

Высокотемпературные формы литиевых алюмосиликатов пред­ ставляют собой твердые растворы 6-эвкриптита и iB-сподумена с разным содержанием кремнезема. Перспективность применениякерамики на основе алюмосиликатов лития в различных областях

45