Способ определения анизотропности углеродного материала
1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АНИЗОТРОПНОСТИ УГЛЕРОДНОГО МАТЕРИАЛА путем истирания его в порошок, ориентации частиц порошка и измерения физического параметра, характеризующего анизотропность, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения точности определения анизотропности , порошок смешивают с диэлектрической жидкостью в отношении 1/25 - 1/100, ориентацию частиц осуществляют полем переменного тока напряженностью 1-10 кВ/см, а анизотропность определяют по отношению значений диэлектрических потерь у определенных до и после ориентации частиц порошка. (/) 2. Способ поп. 1, отли чающийся тем, что в качестС ве диэлектрической жидкости используют трансформаторное масло. I со О5 к
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
WUHAN
РЕСПУБЛИК 1 Р G 01 И 27/22
1 !
) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Й ABTOPCHEMNV СВИДЕТЕЛЬСТВМ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИЙ (21) 3534697/ 18-25 (22) 06.01.83 (46) 23.08.84. Бюл. У 31 (72) Д.Ф.Варфоломеев, P.Н.Гимаев, Т.Г.Биктимирова, P.P.Вахитов, В.Ф.Новоселов и Н.Д.Волошин (53) 551.508.7 (088.8) (56) 1. Ощепкова Н.В. Разработка и применение микроскопических методов для исследования процессов формирования структуры углеграфитовых материалов. Автореф. дисс. М., 1966, с. 10-11.
2. Ахметов М.И.и Карпинская Н.Н.
Исследование прессовой анизотропности углеродистых порошков.-Сборник трудов БашНИИ, "Исследование остаточных продуктов нефтепереработки", вып. XVI. М., ЦНИИТЭ нефтехим, 1977, с. 87-94, 140-142 (прототип)...Я0„„1109620 А (54) (57) 1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АНИЗОТРОПНОСТИ УГЛЕРОДНОГО МАТЕРИАЛА путем истирания его в порошок, ориентации частиц порошка и измерения физического параметра, характеризующего анизотропность, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности определения анизотропности, порошок смешивают с диэлектрической жидкостью в отношении
1/25 — 1/100, ориентацию частиц осуществляют полем переменного тока напряженностью 1-10 кВ/см, а анизотропность определяют по отношению значений диэлектрических потерь определенных до и после ориентации частиц порошка.
2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что в качестве диэлектрической жидкости используют трансформаторное масло.
1 11096
Изобретение относится к лабораторным способам анализа углеродных материалов, в частности коксов, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности, цветной и черной металлургии.
Известен способ определения оптической анизометрии по отношению размеров зерен кокса во взаимно перпендикулярных направлениях P1)
Однако необходимость измерения размеров большого количества зерен делает этот метод довольно трудоемким и утомительным.
Наиболее близким к предлагаемому является способ определения прессовой анизотропности коксов. Исследуемый углеродный материал истирают в порошок, ориентируют частицы порошка и измеряют физический параметр, характеризующий анизотропность, а именно удельное электросопротивление материала во взаимно перпендикулярных направлениях.
Преимуществом известного способа является простота аппаратурного оформления. Использование в качестве образца порошка исследуемого матерна ла исключает случайные ошибки, неизбежные при использовании кускового
30 материала. Это очень важно при изучении таких неоднородных по своей, структуре объектов, как нефтяной кокс (2).
Однако, измеренная по известному способу, величина удельного электро- З5 сопротивления столбика порошка в большой степени зависит от количества контактов между частицами кокса во взаимно перпендикулярных направлениях, так как в этих местах кокс име«40 ет наивысшее электросопротивление.
В свою очер едь, количество контактов между частицами во взаимно перпендикулярных направлениях зависит от размера частиц. Это приводит к
45 искажению результатов определения электр ос опр отивл ения .
Целью изобретения является повышение точности определения анизотропности углеродного материала.
Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения аниэотропности углеродного материала путем истирания его в порошок, ориентации частиц порошка и Ы измерения физического параметра, характеризующего анизотропиость, порошок смепжвают с диэлектрической жид20 1 костью в отношении 1/25-1/100, ориентацию частиц осуществляют полем переменного тока напряженностью
1-10 кВ/см, а анизотропность определяют по отношению значений диэлектрических потерь, определенных до и после ориентации частиц порошка.
Кроме того, в качестве диэлектрической жидкости используют трансформаторное масло.
Предлагаемый способ позволяет повысить точность определения анизотропности углеродных материалов за счет более полной и однородной ориентации частиц в жицкой среде.
Ориентацию частиц необходимо производить в переменном электрическом поле напряженностью 1-10 кВ/см, поскольку при напряженности меньше
1 кВ/см не происходит достаточной ориентации частиц, а при напряженности ) 11 кВ/см происходит пробой.
Выбор трансформаторного масла в качестве диэлектрической жидкости обусловлен его хорошими диэлектрическими свойствами, удовлетворительной однородностью и стабильностью свойств. Хорошая лиофильность углеродных материалов по отношению к трансформаторному маслу и достаточная вязкость последнего позволяют частичкам углеродного материала продолжительное время (достаточное для проведения анализа) после перемешивания находиться во взвешенном состоянии.
На чертеже представлена принципиальная схема установки, на которой осуществляют определение анизотропности нефтяных коксов по предлагаемому способу.
Установка включает высоковольтный трансформатор 1, измерительную
-ячейку 2, мост 3 для измерения емкостей и диэлектрических потерь и йереключатели 4 на режим работы
"Измерение", "Обработка переменным электрическим полем".
Пример 1. В измерительную ячейку 2 помещают смесь нефтяного кокса и обезвоженного трансформаторного масла в соотношении 1:SO по массе. Смесь нефтяной кокс — трансформаторное масло предварительно перемешивают при помощи ультразвукового диспергатора УЗДН-1. Определяют тангенс диэлектрических потерь (tg с " ) приготовленной смеси и посл выдерживания ее в переменном элйФг. 4
1109620
Таблица 1
Напряженность переменного электрического поля, кВ/см
4,0
7,0 10
0,2
0,5
tgd смеси до обработки переменным электрическим полем
380 383 382 380 380 385 385
I
tgd смеси после обработки в переменном электрическом 380 421 485 494 494 500 Пробой поле
tg N/tg cf
101,10127130130130 рическом поле напряженностью 0,2;
0,5, 1;4; 7, 10, 15 кВ/см (tg Ф ), перемешивая смесь каждый раз перед обработкой электрическим полем.
Цолученные данные приведены в
5 табл. 1.
Из табл. 1 видно, что наиболее благоприятная область для измерения диэлектрических потерь - напряженность поля 1-10 кВ/см. При такой напряженности электрического поля отношение tg d /tg o практически постоянно. При напряженности меньше
1 кВ/см не происходит достаточной ориентации частиц (tg d"/tg d" " 1), а при напряженности > 11 кВ/см происходит пробой.
П р и .м е р 2. Проводят измерение анизотропности нефтяных коксов по предлагаемому способу при различ1ных соотношениях нефтяной кокс трансформаторное масло. Готовят смеси нефтяного кокса и трансформаторного масла при их соотношении 1:200;
1: 100; 1:50; 1: 25; 1: 10. Тщательно перемещенные смеси помещают в изме-, рительную ячейку. После определения смеси к измерительной ячейке подают переменное электрическое поле напряженностью 10 кВ/см. Через 30 с снимают высокое напряжение и определяют tg d" смеси после обработки электрическим полем. В табл.2 приведены полученные данные.
Из табл. 2 видно, что оптимальным является соотношение нефтяной кокс — диэлектрическая жидкость от 1:100 до 1:25.
В установке для осуществления предлагаемого способа использованы широко применяемые серийные приборы
Измерительную ячейку и защиту можно изготовить на любом предприятии.
Предлагаемый способ достаточно экспрессный. Непосредственно для измерений достаточно 2-3 мин.
1109620
Таблица 2
Соотношение нефтяной кокс— дизлектрическая жидкость (по массе) 1: 200 1: 100 1 50
1:25
1:10
380
380
382
384
408
418
437
tg d /tgd
1,10
1,07
1,01
1114
Составитель 5.Немцев
Техред С.Мигунова . Корректор М.Максимишинец
Редактор Г.Волкова
Заказ 6021/28 Тираж 823 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5
Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул . Проектная, 4
tgd" смеси до обработки переменным электрическим полем
tgd" смеси после обработки переменным электрическим полем напряженностью
10 кВ
Пробой при обра383 ботке электрическим полем
