Файл: Аветиков В.Г. Магнезиальная электротехническая керамика.pdf

случае изделия обжигают в засыпке до температуры начала спекания стеатитовых материалов с целью по­ вышения механической прочности. Для стеатитовых ма­ териалов СК-1 и СНЦ эта температура составляет 700 — 900 °С.

Мелкие изделия (шайбы, бусы и другие подобного типа) обжигают до спекания без предварительного уда­ ления связки в минеральной засыпке на керамических пористых подставках. Эти подставки, изготавливаемые из обычного или легковесного шамота, отсасывают рас­ плавленный парафин из изделий в начальной стадии их обжига.

Режим удаления связки зависит главным образом от ее состава и, кроме того, от габаритов, конфигурации и особенно от толщины стенок изделий. Обычно скорость подъема температуры при удалении связки составляет около 20 °С в час.

Стеатитовые массы, предназначенные для горячего литья, в отдельных случаях могут быть использованы для изготовления изделий прессованием. С целью умень­ шения абразивного действия пресспорошков их получа­ ют из сырых масс, минуя операцию предварительного обжига шихты до спекания. При этом часть талька вво­ дят в массу в предварительно обожженном виде.

г) Физико-химические процессы, происходящие при обжиге и охлаждении стеатитовых изделий

Физико-химические процессы, происходящие при об­ жиге и охлаждении изделий из стеатитовых материалов, имеют сложный характер и изучаются комплексно с по­ мощью диаграмм состояния силикатных систем, мето­ дами термографического, рентгеноструктурного, петро­ графического и химического анализов. Несмотря на большое количество работ, проведенных в этой области учеными различных стран, эти процессы изучены не пол­ ностью, а их результаты зачастую противоречивы. В настоящей главе будут изложены основные известные положения и имеющиеся данные по этому вопросу.

Определение образующихся при обжиге и охлажде­ нии стеатитовых материалов силикатов, а также состава и количества расплава — сложная задача. Это объяс­ няется отсутствием изученных многокомпонентных диа­ грамм состояния силикатных систем, отвечающих со­ ставу стеатитовых материалов, хотя бы в отношении

основных окислов: Si02, А120з, MgO и одновременно плавнеобразующих окислов, содержащихся в значитель­ ных количествах: CaO, Bao, SrO, ZnO и др. Наличие последних, а также примесей Fe20 3, FeO, Na20, К2О зна­ чительно снижает температуру образования расплава и увеличивает его количество. Состав и количество обра­ зующегося расплава изменяются также из-за частичного растворения в нем талька и возникающего при обжиге метасиликата магния.

S t P i

Образующиеся при охлаждении расплавов различно­ го состава стекла отличаются кристаллизационной спо­ собностью, что также весьма существенно влияет на фа­ зовый состав обожженной керамики. Различные минера­ лизаторы влияют как на температуру полиморфных превращений метасиликата магния, так и на количест­ венные соотношения его модификаций в обожженном материале. Если не учитывать влияния небольших коликеств примесей, то стеатитовые материалы, состоящие из талька, магнезита и глины, можно изучать по диаграмме состояния системы MgO—А120з—Si02 (рис. 2-25). Судя

По этой диаграмме, клиноэнстатит состоит из 40% MgÖ и 60% Si02, а минимальная температура появления

Для стеатитовых материалов, содержащих в качест­ ве основного плавня только углекислый барий, появле­ ние расплава происходит при минимальной температуре1

Si Dg

Рис. 2-26. Диаграмма состояния системы ВаО—Al2Os—Si02.

1 230°С (точка 9 на рис. 2-26 диаграммы состояния си­ стемы ВаО—AI2O3—Si02). В стеатитовых материалах, плавнем в которых является только мел, появление пер­ вых капель расплава происходит, судя по диаграмме состояния системы СаО—А120 3—Si02, при 1 170°С (точ­ ка 2, рис. 2-27).

Однако по данным различных методов исследования температура появления расплава при обжиге стеатито­ вых материалов значительно ниже; она составляет 900— 1 100 °С и определяется шихтовым и химическим соста­ вом стеатитовых материалов. Снижение температуры появления жидкой фазы вызвано образованием в многокомпонетных системах расплавов более сложного хи-ми-

Рис. 2-27. Диаграмма состояния системы СаО—АЬ03—БіОг.

ческого состава, чем в указанных выше системах, пред­

ка при более низких температурах имеется еще не­ сколько слабо выраженных эндотермических эффектов, которые объясняются удалением молекул воды, содер­ жащихся в небольших количествах и находящихся как между «пакетами», образованными двумя листами тет­ раэдров [SiOJ-4, так и внутри них. Процесс дегидрата­ ции талька сопровождается интенсивным ростом усадки, что отчетливо видно на рис. 2-28.

Т а б л и ц а 2-21

Температуры основных эндотермических эффектов сырьевых материалов и стеатитовых масс

В табл. 2-21 приведены температуры основных эндо­ термических эффектов разложения компонентов шихты и типовых отечественных пластичных стеатитовых масс по результатам термографического исследования.

ш 1с

Рис. 2-29. Термограмма пластичной стеатитовой массы.

На рис. 2-29 приведена комплексная термограмма типовой пластичной стеатитовой массы, состоящей из сы­ рого и обожженного онотского талька, пластичных ком­ понентов (часовъярской глины и бентонита) и плавня — мела. Термический анализ, применяемый при исследо­ вании стеатитовых масс, характеризует только темпера­