Способ изготовления заготовок резистивных элементов из электропроводного бетона

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАГОТОВОК РЕЗИСТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ИЗ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОГО БЕТОНА, включающий формовку, гидротермальную обработку и сушку заготовок, о т л и ч ающийс я тем, что, с целью повышения надежности в работе, после операции сушки заготовки засыпают порошком термообработанного углеродистого материала, например антрацита , и осуществляет термообработку заготовок при 350-600 С в течение 1-40 ч. i

СОЮЗ СОжТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l9) (!!) 420 А (S1) 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTGPGKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Щ, °ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ 1!ЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЬЙ (21 j 3474004/24-21 (22) 20.07.82 (46) 07.11.85. Бюл. У 41 (71) Сибирский научно-исследовательский институт энергетики и Опытное производственно-техническое предприятие "Энерготехпром" (72) Л.Н. Репях, М.С. Добжинский, А.Н. Морозов; Л.Е. Врублевский и А.А. Жаворонков (53) 621.316.89(088.8) (56) Патент ФРГ 11 932917, кл. 21 с, 54/05, 1955.

Авторское свидетельство СССР

Ф 478551, кл. Н 01 С 17/00, 1973. (54) (57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАГОТОВОК РЕЗИСТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ИЗ

ЭЛЕКТРОПРОВОДНОГО БЕТОНА, включающий формовку, гидротермальную обработку н сушку заготовок, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности в работе, после операции сушки заготовки засыпают порошком термообработанного углеродистого материала, например антрацита, и осуществляют термообработку заготовок при 350-600 С в течение

1-40 ч.

1190420

55

Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам изготовления композиционных резисторов на основе минеральных вяжущих веществ, например цемента, жидкого 5 стекла и др.

Пель изобретения - повышение надежности в работе резисторов путем повышения удельной рассеиваемой энергии, напряжения перекрытия и стабильности электрических характеристик.

Толщина засыпки должна быть не менее 15 мм, чтобы обеспечить предотвращение свободного доступа воздуха и достаточное количество углекислого газа.

Повышение удельной рассеиваемой энергии, нагряжения перекрытия и стабильности электрического сопротив- 0 ления достигается за счет того, что при 350-600 С происходит необратимое о удаление воды, освободившейся при разложении соединений цементного камня.

Засыпка изделий порошком из антрацита и исключение свободного доступа воздуха к ним предотвращает выгорание токопроводящей фазы и протекание окислительных процессов, свойст- 30 венных данной температуре. При этом раскаленный антрацит и образующаяся свободная двуокись углерода способствует переходу неустойчивых соединений продуктов дегидратации цементного камня в новые, устойчивые, нерастворимые в воде.

Физико-технические процессы, происходящие в электропроводном бетоне при его термообработке в 40 углеродной засыпке, заключаются в следующем.

При нагреве печи, в которой находятся заготовки резистивных элементов, засыпанные порошком из антра 45 цита, происходит значительное отставание температуры изделия от температуры печи и засыпки.

В начальный период нагрева из изделия и засыпки выделяется частич- 50 но воздух, который покидает контейнер, так как в последнем создается избыточное давление.

При дальнейшем нагреве порошок достигает температуры, при которой ироисходит выделение газов CO и СО2 в то время как изделие еще находится при более низкой температуре.

Образовавшиеся в порошке газы CO и СО> проникают через поры заготовки в ее центральную часть благодаря наличию градиента температуры и тем самым способствуют прохождению карбонизации во всем объеме заготовки резистивного элемента.

CO +Са(ОН) — — — — CaC03+H О.

2 2 3 2

Возможность термообработки при столь высокой температуре приводит к дегидратации некоторых неустойчивых соединений,, 3СаО А1209 ЗСаБ04 31820 и

СаЯ04 2Н20 — — — — — СаЯ04 0,5Н20 +

+1,5 Н,О.

Освободившаяся вода способствует дальнейшей гидратации непрореагировавших цементных частиц.

Таким образом при высокотемпе) ратурной обработке в порошке иэ антрацита происходят следующие процессы: удаление воды иэ микрокапилляров (физически связанная вода ), геля и части физико-химически связанной воды, дегидратация сульфосодержащих и гидроалюминатных фаз (полная дегидратация СаО А!2ОЗ 3CaS04 31HZO полностью дегидратирует при 250400 С); дегидратация Ca(OH)2 должна начаться при 350-500 С.

Ca(OH) — — — — CaO+H 0-15 5 ккал

2. 2.

СаО+С02- — — — СаСО3 или Ca(ÎH) +СΠ— — -СаСО +Н О

2 5 2 освободившаяся вода от дегидратации вступает в реакцию с цементом; карбониэация Са (ОН)2+С02 — --СаС05+

+H О (наличие процесса карбониза2 ции подтверждает результаты термовесового анализа; концентрация цементного камня, способствующая сближению углеродистых частиц и улучшению их контактов, что приводит к снижению электрического сопротивления.

Предлагаемый способ изготовления заготовок резистивных элементов проверен экспериментально на образцах, изготовленных на основе портландцемента и имевших удельное электрическое сопротивление 50 и 175 Ом-см.

Изготовление образцов производится следующим способом.

Вначале сухие компоненты смеси перемешиваются 15 мин в смесителе, Параметры резистивных элементов

Удельное электрическое сопротивление, Ом ° см

175

Извест- Предный лагае1 мый

1 способ

Пред.лагаемый способ

Известный

Удельная рассеиваемая энергия, Д*/.

430 525 420 560

Предельное напряжение перекрытия, В/см

640 800 620

695

Изменение эл. сопротивления после

20 импуль сов наггрузки, Х

5,7 13,5 6,5

3 1 потом добавляется вода и смесь перемешивается еще 5 мин, после чего из нее формуются заготовки прессованием с усилием 250 кГс/см . За2 готовки выдерживаются при комнатной температуре в течение 20 ч, а затем пропариваются при 98 С в течение 6 ч..После пропарки заготовки помещаются в специальный контейнер, засыпаются со всех сторон слоем

20 мм обожженного антрацита с размером частиц 0,1-2,0 мм и помещаются в печь, где они сушатся при о

250 С в. течение 6 ч, а затем контейДанные таблицы показывают, что предлагаемый способ изготовления позволяет значительно повысить характеристики резистивных элементов, повысить рассеиваемую энергию на

20-30Х, а напряжение перекрытия— на 12-25Х. Кроме того, повышается стабильность электрических характеристик, выражающаяся в том, что в процессе высоковольтных испытаний резистивные элементы, изготовленные по известному способу, после 20 импульсов нагрузок изменяют электрическое сопротивление на 13-13,5Х, 190420 4 нер закрывается крышкой и температура поднимается до 500 С. При этой температуре заготовки выдерживаются в течение 4 ч, после чего они охлаждаются вместе с печью.

Результаты испытаний резистивных элементов, изготовленных по предлагаемому и известному способам, приве1п. дены в таблице.

Время приложения электрической нагрузки для заготовок с у =50 0м-см е составляет 0,04 с, а для заготовок с р =175 Ом.см 0,2 с.

4$ а образцы, изготовленные по предлагаемому способу — только на 5,7-6,5Х.

Контрольные измерения показали, что изменение электрического сопротивления электропроводного бетона

50 в центральной части изделия и на

его поверхности в результате термообработки в порошке иэ антрацита одинаково.

55 Технико-экономический эффект от предлагаемого способа заключается в том, что его применение позволяет уменьшить габариты резистивных

1 190420

Составитель Ю. Волков

Редактор Л. Зайцева Техред О.Неце Корректор В. Гирняк

Заказ 6996/54 Тираж 678 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 элементов, что ведет к экономии элек; тропроводного бетона фарфора, металлической арматуры и других материалов, идущих на их изготовление, примерно на 12-30Х.

Кроме того, он повышает надежность, а следовательно, и срок службы резистивных элементов.

Предлагаемый способ можно рекомендовать не только для обработки заготовок резистивных элементов, но и для обработки заготовок резистивных нагревательныхэлементов.