Файл: Аветиков В.Г. Магнезиальная электротехническая керамика.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 25.06.2024
Просмотров: 98
Скачиваний: 1
Т а б л и ц а 2-3
Химический состав некоторых типовых отечественных стеатитовых масс в пересчете на прокаленное вещество
|
|
|
Содержание окислов, мае. % |
|
|
||||
Индекс |
|
А]а0 3 + |
|
|
|
|
|
|
|
материала |
S i0 2 |
Fe30 3 |
CaO |
MgO |
ZnO |
BaO |
NaaO |
K30 |
|
|
+ ТІ02 |
||||||||
ТК-21 |
59,76 |
5,70 |
0,81 |
6,22 |
27,35 |
_ |
_ |
0,10 |
0,06 |
ТКП |
65,10 |
7,22 |
0,39 |
4,35 |
22,50 |
0,27 |
0,17 |
||
СПК-2 |
63,30 |
6,90 |
0,92 |
1,65 |
26,60 |
_ |
_ |
0,16 |
0,47 |
СПК-5 |
58,00 |
6,91 |
0,84 |
2,22 |
26,01 |
5,31 |
_ |
0,25 |
0,46 |
снц |
53,00 |
1,37 |
0,90 |
0,16 |
27,70 |
5,35 |
11,40 |
0,04 |
0,08 |
СК-1 |
54,22 |
0,99 |
0,76 |
— |
28,60 |
— |
15,40 |
— |
0,03 |
состояния многокомпонентных систем, отражающих химический со став стеатитовых материалов, с помощью которых возможно рас считать их фазово-минералогический состав и в том числе количе ство и состав стеклофазы, привело к необходимости применения других способов расчета.
Количество и состав стекла, содержащегося в стеатитовом ма териале, рассчитывают с некоторыми погрешностями. Допускают, что при обжиге стеатитовой керамики образуются только две фазы— метасиликат магния и стекло, а также что образование метасиликата
магния из |
талька, содержащегося в шихте, полностью завершается |
по реакции |
|
3MgO • 4Si02 • Н20 — ^3(MgO • SiOa) + S i0 2 + H20, |
|
Однако |
наличие псевдоморфоз, по тальку указывает на то, что |
не вся окись магния из талька расходуется на образование метаси ликата магния. Не учитываются, кроме того, возможная кристалли зация метасиликата магния из расплава, образующегося при обжиге, И некоторые другие процессы, имеющие место и влияющие на фазо-
Фазово-минералогический состав отечественных |
Та б лица |
2-4 |
|||||||||
|
|
|
|||||||||
стеатитовых материалов и химический состав стекла |
|
||||||||||
|
Фазово-мине |
|
|
Состав стекла, |
мае. % |
|
|
||||
|
ралогический |
|
|
|
|
||||||
Индекс |
состав, мае. % |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мате |
Мета- |
|
|
АІ,0,+ |
|
|
|
|
|
|
|
риала |
сили- |
ло |
Si03 |
Fe30 3 |
CaO |
ZnO |
BaO |
Na30 |
к3о |
||
|
кат |
+ T iö 2 |
|||||||||
|
магния |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ТК-21 |
67,7 |
32,3 |
60,18 |
17,60 |
2,52 |
19,30 |
|
|
|
0,31 |
0,19 |
ТКП |
56,0 |
44,0 |
71,81 |
16,40 |
0 ,8 8 |
9,90 |
___ |
___ |
0,62 |
0,39 |
|
СПК-2- |
65,2 |
34,8 |
70,43 |
19,30 |
2,42 |
5,78 |
___ |
_ _ |
0,75 |
1,32 |
|
СПК-5 |
64,8 |
35,2 |
54,50 |
19,60 |
2,38 |
6,30 |
15,20 |
___ |
0,71 |
1,31 |
|
СНЦ |
6Ѳ,2 |
30,8 |
37,33 |
4,44 |
2,92 |
0,52 |
17,20 |
37,0 |
0,13 |
0,26 |
|
СК-1 |
71,6 |
28,4 |
39,46 |
3,49 |
2,68 |
«а** |
” |
-, |
54,26 |
|
0,11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
20
во-минералогический состав керамики. Количество стекла рассчи тывают как сумму окислов (кроме окиси магния), входящих в со став стеатитовой керамики, в том числе кремнезема, не участвую щего в образовании метасиликага магния. При расчете состава стек ла не представляется возможным учесть содержание в нем окиси магния по указанным выше соображениям, хотя таковая несомненно присутствует в стекле и существенно определяет поведение стеати товых изделий при обжиге, а также их свойства.
Втабл. 2-4 показаны расчетный фазово-минералоги ческий состав типовых стеатитовых материалов и со став стекла.
Встеатитовой керамике по расчетным данным, как правило,
содержится несколько меньше стекла и больше метасиликата магния, чем при определении этих фаз петрографическим методом по ука занной выше причине. Несмотря на это, расчет количества и состава стекла выявляет закономерности изменения овойств керамики.
2-2. СВОЙСТВА СТЕАТИТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ
а) Свойства стеатитовых материалов промышленного значения
В табл. 2-5 и 2-6 приведены свойства некоторых оте чественных стеатитовых материалов, имеющих нулевое водопоглощение и применяемых в электро- и радиотех нике, электронике и других отраслях промышленности для производства изоляторов и деталей разного назна чения. Свойства высокочастотных отечественных стеати товых материалов определяют по методике ГОСТ 5458-64 «Материалы керамические радиотехнические», а электроустановочных стеатитовых материалов по методике МРТУ 16-503002-66 «Стеатит электротехнический для из делий на напряжение до 500 в». Свойства стеатитовых материалов, не обусловленные стандартами, определяют по принятым в тонкой керамике методикам.
Следует оговорить, что наиболе точные данные по стойкости к термоударам для стеатитовых материалов получают при опреде лении этой характеристики как перепад температуры воздух — вода, при котором на образцах диаметром и еысотой 25—30 мм появля ются трещины (см. табл. 2-28). Определение стойкости к термоуда рам другими, применяемыми при исследовании керамики методами— по уменьшению массы или механической прочности образцов после термического удара — не дает достаточно четкого представления об этой характеристике материала.
Из пластичных стеатитовых материалов более высо* кими показателями свойств отличаются высокочастотные материалы СПК-5 и ТК-21, удовлетворяющие требова ниям ГОСТ 5458-64 к материалам группы «а», класса IX, типа В. Материалы СПК-2 и ТКП соответствуют группе
|
|
|
|
|
|
Индекс материала |
|
|
|
|
|
|
|
ТК-21 |
СПК-2 |
СПК-5 |
ткп |
Средняя |
плотность, |
г/см3 . |
. . |
2 ,6 1 |
2 ,6 6 |
2 ,7 4 |
2 ,6 0 |
|
Общая пористость, |
°/о . . . |
. |
1 0 ,4 0 |
6 ,3 4 |
8 ,0 5 |
_ |
||
Плотность, г/см3 ........................ |
|
|
|
2 ,9 1 |
2 ,8 4 |
2 ,9 8 |
— |
|
Диэлектрическа |
проницаемость |
|
|
|
|
|||
е при f = 1 Мгц |
и при 20 |
°С |
5 ,5 |
5 ,9 |
6 ,4 |
5 ,9 |
||
Температурный |
коэффициент |
|
|
|
_ |
|||
емкости ТКЕ, |
ІО '6 |
0С - ' |
. . |
1 1 0 + 3 0 |
1 5 0 + 3 0 |
1 0 0 + 3 0 |
||
Тангенс |
угла диэлектрических |
|
|
|
|
|||
потерь |
t g 5 - 1 0 4, |
при f = |
|
|
|
|
||
= 1 Мгц и при: |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 0 |
|
|
|
|
15 |
20— 25 |
12— 13 |
25 |
85 |
|
электриче |
25 |
3 0 — 32 |
12— 13 |
35 |
||
Удельное объемное |
|
|
|
|
||||
ское сопротивление рѵ ,ом-см, |
|
|
|
|
||||
при 100 °С ........................... |
прочность |
Е, |
10« |
1013 |
1014 |
ІО13 |
||
Электрическая |
|
|
|
|
||||
к в /м м |
|
|
|
|
40 |
40 |
30 |
42 |
Предел прочности при стати- |
|
|
|
|
||||
ческом |
кгс/см2 . |
. . |
1 550 |
1 600 |
2 000 |
1 450 |
||
Предел прочности при ударном |
|
|
|
|
||||
изгибе, кгс-см/см2 |
..................... |
|
3 |
3 |
3 ,5 |
2 ,5 |
||
Предел прочности при сжатии, |
|
|
|
|
||||
кгс/см2 .............................................. |
|
|
|
|
5 000 — |
6 00 0 — |
|
6 000 |
Предел прочности при растя- |
7 000 |
8 000 |
|
|
||||
|
|
|
|
|||||
жении, ............................... |
кгс/см2 |
|
|
|
500 — 600 |
730 |
750 |
500 |
«б» стандарта этого же класса « типа. Рекомендуемая область применения упомянутых материалов — антенные изоляторы и детали средств связи. Материал СПК-5 име ет почти в 2 раза меньший тангенс угла диэлектрических потерь и характеризуется наиболее высокой механиче ской прочностью при статическом изгибе и растяжении по сравнению с другими материалами аналогичного типа и назначения.
Непластичные стеатитовые материалы СК-1, Б-17, С-4 и С-55, отвечающие по свойствам требованиям ГОСТ 5458-64 к материалам группы «а», класса VII, типа В, имеют близкие по величине значения тангенса угла ди электрических потерь и ТКЛР в интервале температур 20—100 °С. Более высокую прочность при статическом
22
|
Свойства |
|
|
|
Индекс материала |
|
|||||
|
|
|
СНЦ |
СК-1 |
13-17 |
С-4 |
С-55 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Средняя плотность, г / с м 3 |
3,05 |
2,95 |
|
— |
— |
||||||
Общая |
пористость, % |
5,56 |
6,35 |
— |
|||||||
Плотность, |
г / с м 3 . . |
. . |
3,10 |
3,15 |
2,95 |
2,90 |
3,00 |
||||
Диэлектрическая |
прони |
|
|
|
|
|
|||||
цаемость |
|
е |
при |
f = |
6,5 |
7,5 |
6,0—6,5 |
6,5 |
6 - 7 |
||
= 1 М г ц |
и |
при |
20 °С |
||||||||
Температурный |
коэффи |
|
|
|
|
|
|||||
циент |
емкости |
ТКЕ, |
100+30 |
100+30 |
110+30 |
110+30 |
110+30 |
||||
ю - ^ с - 1 |
.....................диэлектри |
||||||||||
Тангенс угла |
|
|
|
|
|
||||||
ческих |
потерь |
tg ÔX |
|
|
|
|
|
||||
X I О4 |
при |
f — |
1 |
М г ц |
|
|
|
|
|
||
и при: |
|
|
|
|
|
|
2—3 |
10 |
6—8 |
7—8 |
3—6 |
20 ° С ........................ |
|
|
|
|
|
||||||
85 ° С ........................ |
|
|
|
|
|
2—3 |
12 |
— |
— |
— |
|
Удельное объемное элек |
|
|
|
|
|
||||||
трическое |
сопротивле |
|
|
|
|
|
|||||
ние ру , |
о м -см , |
при |
|
|
|
|
|
||||
100 ° с .......................... |
|
|
|
|
|
ІО13 |
ІО12 |
ІО13 |
ІО12 |
ІО13 |
|
Электрическая прочность |
40 |
20—30 |
25—30 |
25—30 |
20-30 |
||||||
Е , к в / м м |
..................... |
|
|
при |
|||||||
Предел |
прочности |
|
|
|
|
|
|||||
статическом |
|
изгибе, |
1 750 |
1 760 |
1 400— |
1 400 |
1 600— |
||||
к г с /с м 2 ......................... |
|
|
|
|
|
||||||
Предел |
прочности |
при |
|
|
1 500 |
|
2 000 |
||||
|
|
|
|
|
|||||||
ударном |
изгибе, |
к г с у / |
4,0 |
3,5 |
|
|
|
||||
У /с м /с м ? ......................... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Предел прочности при ра |
750 |
— |
|
— |
|
||||||
стяжении, |
к гс /с м 2 . . |
— |
— |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
изгибе имеют материалы СК-1 и С-55, меньшую — Б-17 и С-4. Стеатитовый материал СНЦ (также непластич ный) -отличается в этой группе материалов меньшими значениями ТКЛР, а также тангенса угла диэлектриче ских потерь и одновременно более высокой электриче ской прочностью. В связи с меньшей величиной ТКЛР стеатитовый материал СНЦ относится к числу материа лов, удовлетворяющих требованиям ГОСТ 5458-64 к ма териалам группы «б», класса VII, типа В. По сравнению с материалом СК-1 материал СНЦ более устойчив при термоударах. Одной из основных причин повышенной стойкости к термоударам этого материала — меньшее
