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

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 25.06.2024

Просмотров: 100

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

В соответствии с реакцией

MgÔTB— *-Mgra3 + 1/20г.

Во

избежание

диссоциации окиси магния

керамические изделия из

нее

обжигают

в строго окислительной газовой среде.

 

 

6) Свойства керамического материала из окиси магния

Свойства керамического материала из окиси магния во многом определяются технологическим процессом его изготовления. Поэтому ниже будут рассмотрены свойст­ ва спекшейся керамики, полученной по различной тех­ нологии, широко применяемой для получения изделий из данного керамического материала. К числу таких техно­ логических процессов относятся: прессование и горячее литье под давлением. Данные, приведенные в табл. 5-2, показывают, что спекшиеся образцы керамики из чистой

Т а б л и ц а 5-2

Механические характеристики керамики из окиси магния при 20—30 °С

 

Технология изготовления

Свойства

полусухое

горячее литье

 

прессование

под давлением

Средняя плотность, г[см3 ....................

3,40—3,47

3,48—3,54

Предел прочности:

изгибе, кгс/см\

900—1 100

1 450—1 650

ys

при^статическом

і

при сжатии, кгс/см2 ....................

14 000

—

 

при растяжении,

кгс/см2 . . . .

900—1 000

—

 

при ударном изгибе, кгс-см/см3

2,0—2,2

2,5—2,8

Модуль упругости Е,

Ю6, кгс/см2 . .

2,14

3,05

Модуль сдвига, кгс/см2 ........................

0,79

—

окиси магния отличаются высокой плотностью и боль­ шой механической прочностью, особенно изготовленные горячим литьем под давлением.

Образцы, полученные горячим литьем под давлением, характеризуются большой электрической прочностью (35 кв/мм), малым тангенсом угла диэлектрических по­ терь, равным при 20 °С и частоте электрического поля 1 Мгц (1 -г-2) • ІО-4, и диэлектрической проницаемостью, составляющей в этих же условиях измерения, 9,1.

Наряду с этим керамика из окиси магния имеет вы­ сокий ТКЛР. В интервале температур 20—100 °С этот коэффициент равен: для отпрессованных образцов из -окиси магния 12,0- 10~в °С_1, для отлитых под давлением (ІО-ѵ-11) • 10~6 °С-1. Сравнительно высокий ТКЛР мате-

йЪ2

риала из окиси магния обусловливает более низкую стойкость к термоударам, чем у других керамических материалов, например из окиси алюминия, окиси берил­ лия, стеатита.

вМсм

Рис. 5-4. Зависимость от тем­ пературы удельного объемного электрического сопротивления Рѵ образцов из спектрально чистой окиси магния (1) и из чистой окиси магния, изготов­ ленных горячим литьем (2) и полусухим прессованием (3).

Отличительной характеристикой керамики из окиси магния является ее высокое электрическое сопротивление при высоких температурах. Наиболее высокое удельное объемное сопротивление имеют образцы из спектрально

чистой

окиси

 

магния;

, „

 

е

меньшее

значение

имеют

Ь cfà я 104

 

Л

 

образцы,

 

изготовленные

 

 

Щ о

 

 

 

7'99,9.8

из чистой

окиси

магния

 

/ѵ.

горячим

литьем

под дав­

 

г

лением и полусухим прес­

 

 

сованием

(рис.

5-4). Для

 

2-7*

7 9,7

 

9 .9

всех

этих

материалов

 

 

 

г

9 .9

удельное

объемное элек-

20

9,4

/

трическое

сопротивление

 

9.9

ю

Г

снижается

с повышением

9,2

 

температуры.

 

диэлек-

;

-о"*1

9,1

Тангенс

угла

X- —>

°с

трических потерь и ди-

17 wo

гоо зоо чоо

электрическая

проницае-

рИ(:. 5-5. Зависимость- е (1) и

МОСТЬ

образцов

ИЗ ОКИСИ

tgô (2) образцов из окиси

маг-

магния (ч. Д. а.), ОТЛИТЫХ

ния (ч- Д- а ) от температуры,

под

давлением,

возра­

 

 

 

стают с ростом температуры (рис. 5-5). Температурный коэффициент линейного расширения поликристаллического материала из чистой окиси магния и монокристал­ лов периклаза сильно увеличивается при высоких темпе­ ратурах (рис. 5-6). На рис. 5-7 показано, что теплопро­ водность образцов из чистой окиси магния, полученных

полусухим прессованием, снижается до 1 100—1 400°С, а затем увеличивается вплоть до 1 900° С.

Предел прочности при статическом изгибе образцов, также изготовленных прессованием из чистой окиси маг­ ния, по имеющимся различным данным мало изменяется

ОZOO ЧОО ООО 800 1000 7ZOO 14001600 °С

Рис. 5-6. Зависимость ТКЛР а монокри­ сталлов периклаза (1) и поликристалличе­ ской окиси магния (2) от температуры.

при температурах до 800—1 000 С, затем резко снижает­ ся при дальнейшем повышении температуры и при 1 600°С составляет всего 10% первоначальной прочности

(рис.

5-8). Модуль

упругости образцов

окиси

магния,

 

 

 

 

полученных в тех же ус­

к к а л /м-Ч°С

 

ловиях,

снижается

при

 

повышении

температуры

N 4s

 

 

 

значительно меньше

(рис.

 

 

 

5-9)

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

На рис. 5-10 и 5-11

 

 

 

 

показано

изменение

пре­

“

К

С

1

дела

прочности

при

ста­

 

 

 

тическом

изгибе

и

мо­

 

 

 

*

 

 

 

s

дуля упругости при повы­

 

 

 

 

шении

температуры и

 

 

 

 

увеличении

размера

зе­

 

 

і

 

рен

периклаза

в

обож­

ЗОО 500 700 90011001300 15001700 °С

женных

образцах

чистой

Рис. 5-7.

Зависимость

коэффи­

окиси

магния

 

(более

99,8

мае. % MgO),

изго­

циента

теплопроводности

к окиси

товленных

горячим

 

пред-

магния

от температуры.

 

 

сованием, à™ данные характеризуют спекшиеся образцы с плотностью около 99% теоретической, содержащие зер­ на периклаза от 1—3 до 170—190 мкм. Получение об­ разцов с различным размером зерен достигалось прес­ сованием при различных температурах. В большой мере предел прочности при изгибе образцов зависит от раз­ мера кристаллов -периклаза и мало изменяется до тем­ ператур 400—600 °С. Выше 600 °С прочность всех образ-

6, пес/СМ 2

 

 

В,Ю%ёе!Шг

 

3

 

 

 

г

 

 

 

1

 

 

 

°

ZQQ

ЧОО EQQäQQ 1000 ПООГ

Рис. 5-8. Зависимость пре­

Рис.

5-9. Зависимость модуля

дела

прочности при стати­

упругости Е окиси магния от

ческом изгибе <т, окиси маг­

температуры.

ния

от температуры.

 

 

цов (с размером кристаллов от 1—3 до 170—190 мкм) резко снижается. Нелинейный характер зависимости от температуры установлен для образцов крупнокристалли-

к гс/см г

ZÔOO 2600- 2 WO

2200

2000

Рис. 5-10. Зависимость пре­ 1800

дела

прочности

при

стати­

1600

ческом

изгибе

окиси

маг­ 1ЧОО

ния

от температуры

и

раз­

П О О

мера

зерен: 1—3 мкм

(/),

1000

50—60

мкм

(2),

 

170—

8 0 0

190

мкм (3).

 

 

 

6 0 0

 

 

 

 

 

 

4 0 0

 

 

 

 

 

 

200

О ZOÛ ЧОО 600 800100012001400

ческой структуры с размером кристаллов периклаза 5Ö— 60 и 170—190 мкм. В этих случаях разрушение образцов вызвано неоднородностью и наличием дефектов в зер­ нах периклаза, примыкающих к местам разрушения. Модуль упругости образцов значительно снижается выше 700 °С.

С, /О кгс/см г

г

Рис. 5-11. Зависимость

мо­

 

дуля

упругости

Е,

окиси

р ЛІ

магния

от

температуры

и

размера

зерен:

1—3

мкм

’ѵ

(/),

50—60

мкм

(2),

170—

N .

 

190 мкм

(3).

 

 

 

zoo ѵоо воо goo юооігоа nöo °с

Воздействие различных добавок на свойства спек­ шихся образцов чистой окиси магния (содержащей око­ ло 1 мае. % CaO), изготовленных полусухим прессова­ нием, показано в табл.5-3.

По данным рентгеноструктурного и петрографическо­ го анализов добавки А120 3, Ті02 и Fe20 3 изменяют мине­ ралогический состав и строение образцов. Образцы из чистой окиси магния состоят из мелких кристаллов пери­ клаза неправильной формы с большим количеством пор внутри кристаллов. При введении добавок количество

Т а б л и ц а 5 -3

Характеристики образцов окиси магния с добавками, изготовленных полусухим прессованием

 

до­Количество

%мае.бавки,

Температура °Сспекания,

плотность,Средняя 3мс/г

размерСредний пери­кристаллов клаза,мхм

прочностиПредел статическомпри 2изгибе,мс/сгк

упру­Модуль гости,Е10е, 1мс/сгк

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

О.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С

Добавка

 

 

 

 

 

 

 

 

h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

? о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

О 00

А12о 3

 

 

1

750

3 ,4 8

46

1по

3 ,0 5

1 3 ,3 0

 

2

1 750

3 ,3 8

70

985

2 ,6 7

1 3 ,1 0

А12о 3

 

4

1 600

3 ,3 7

40

965

2 ,7 3

—

А12о 3

 

8

1 750

3 ,4 0

70

750

2 ,5 4

1 2 ,3 0

тю2

 

2

1

600

3 ,4 9

45

935

3 ,1 0

----

тю,

 

4

1

750

3 ,4 9

105

850

2 ,8 7

1 2 ,7 0

F e 20 3

 

2

1

750

3 ,3 5

95

870

2 ,7 8

1 4 ,2 0

термо-

 

Стойкость к

ударам, %*

35

47

54

83

40

58

44

* Относительная остаточная прочность при статическом изгибе после теплоемены воздух 250 "С—вода 20 °С.

Смотрите также файлы