Низькотемпературний електротехнічний фарфор

Abstract

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.11 – технологія тугоплавких неметалічних матеріалів. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2015 р. Дисертацію присвячено розробці енергоощадної технології фарфору електро-технічного призначення на основі вітчизняної пірофілітової та польовошпатової сировини. При проектуванні складів низькотемпературного електрофарфору використані результати мікрорівневого моделювання поведінки матеріалу при механічних навантаженнях та фізико-хімічних досліджень композицій, що належать елементарному тетраедру A₃S₂–NAS₆–KAS₆–S системи Na₂O–K₂O–Al₂O₃–SiO₂. Область композицій для розробки фарфору з температурою випалу 1200 °С обмежена вмістом компонентів, мас. %: SiO₂ 55÷65, Al₂O₃ 20÷45, K₂O 2÷4, Na₂O 2÷4. Встановлено, що для інтенсифікації спікання та фазоутворення електрофарфору при зниженій температурі випалу необхідним є використання комплексних плавнів та мінералізуючих добавок. На основі досліджень складу та властивостей вітчизняних та зарубіжних польовошпатових і пірофілітових матеріалів обґрунтовано вибір сировини для виробництва низькотемпературного електрофарфору. Встановлено фізико-хімічні закономірності формування низькотемпературного електрофарфору та отримані математичні моделі залежностей його властивостей від складу мас. Розроблено склади і технологічні параметри виготовлення низько-температурного електрофарфору з комплексом високих електрофізичних та механічних властивостей (пробивна напруга Епр = 30 кВ∙мм¯¹, питомий об'ємний електроопір ρV20°С = 4,1·10¹⁴ Ом·см, тангенс кута діелектричних втрат tg δ ·10³= 12,1, міцність на розрив ζрозр = 31 МПа).

Thesis for granting the Degree of the Candidate of Technical Sciences on the spe-ciality 05.17.11 – Technology of Refractory Non-Metallic Materials. – National Technical University "Kharkiv Polytechnical Institute", Kharkiv, 2015. The thesis is devoted to the development of porcelain energy saving technology of electrotechnical designation on the basis of national feldspar and pyrophylite raw materials. The results of microlevel modeling of material behavior at temperature-strength stress and physical-chemical research of mixtures belonging to elementary tetrahedron A₃S₂–NAS₆–KAS₆–S of system Na₂O–K₂O–Al₂O₃–SiO₂ were used when designing low-temperature electroporcelain compositions. The mass area for porcelain designing compositions with firing temperature 1200 °C is limited by component content, weight. %: SiO₂ 55÷65, Al₂O₃ 20÷45, K₂O 2÷4, Na₂O 2÷4. It was shown that for sintering intensification and electroporcelain phase formation at low firing temperature it is necessary to use complex fluxes and mineralizing additives. Based on studies of composition and properties of Ukrainian and foreign feldspar and pyrophylite materials the choice of raw materials for the production of low electroporcelain was justified. The physical and chemical regularities of low electroporcelain formation were shown and the mathematical models of its properties dependence on the mass composition were received. The composition and technological parameters of manufacturing low-temperature eleсtroporcelain with complex of high electrophysical and mechanical properties (breakdown voltage 30 kV∙mm¯¹, volume resistivity 4,1·10¹⁴ Оhm·cm, dielectric loss tg δ·10³= 12,1, tensile strength of 31 MPa) were developed.