Керамический материал для электронагревателей

 

Изобретение относится к электротехнике . Цель изобретения - повышение срока службы нагревателей при работе в атмосфере агрессивных паров. Материал предназначен для работы до бОО с. Он содержит, %: дисилицид титана 28 - 30;окись алюминия 7 - 10; двуокись кремния 7 - 10; алюмосиликатное волокно 7 - 10;бентонит сырой (пластификатор) 10 - 14;бентонит обожженный - остальное. Материал получен -методом спекания в защитной атмосфере. Он обладает высоким уд. сопротивлением (500 - 600 Ом.), термостоек при термоциклических режимах работы. 1 табл. (

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 Н 05 В 3/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3959165/24 — 07 (22) 03.10.85 (46) 23.09.87. Бюл. N - 35 (7 1) Кировоканский завод высокотемпературных нагревателей (72) Л.А.Даниелян, А.С.Погосян, С.С.Григорян, Г.К.Геворкян, М.Б.Гутман и Т.Ц.Погосян (53) 621.3.036.662.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 515315, кл. Н 05 В 3/14, 1979.

Авторское свидетельство СССР

N - 1005324, кл. H 05 В 3/14, 1982. (54) КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ЗЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЕИ

„„SU„„1339902 А1 (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения — повышение срока службы нагревателей при работе в атмосфере агрессивных паров.

Материал предназначен для работы до 600 С. Он содержит, 7.: дисилицид титана 28 — 30;окись алюминия 7 — 10; двуокись кремния 7 — 10; алюмосиликатное волокно 7 — 10;бентонит сырой (пластификатор) 10 — 14;бентонит обожженный — остальное. Материал получен методом спекания в защитной атмосфере. Он обладает высоким уд. сопротивлением (5OO — 600 Ом.мм /м), 2 термостоек при термоциклических режимах работы. 1 табл.

133

Изобретение относится к электротермии, а именно к электронагревателям из керамических материалов, применяемых для работы в агрессивных средах, например, при переработке пластмасс.

Цель изобретения — повышение срока службы нагревателей при работе в атмосфере агрессивных паров до 600 С.

Керамический материал получают следующим образом.

Смешивали порошки окиси алюминия

o(-формы (коруд), двуокиси кремния -формы (d-êâàðö), бентонита сырого (пластификатора) и обо»окенного в воде при 50-557. общей влажности шихты в течение 3-4 ч. Алюмосиликатное волокно смешивали в -орячей водое (или спирте) и добавляли в шихту.

Затем добавляли порошок дисилицида титана и перемешивали смес.ь в течение 1 сут до получения однофазной массы. Затем массу высушивали в вас кууме при температуре 45 С в тече— ние 16-17 ч, вальцевали при влажности 10-12/ и экструзировали через мундштук заданного профиля. Получа— ли стержни, которые сушили до 4 сут в камерах при повышении температуры от 20 до 40 С со снижением влажности в них до 207. и спекании при температуре 1300 †13 С в течение

2,5 ч в атмосфер" водорода.

Получены стержни проямоугольного профиля сечением 2х8 мм, длиной

400 мм. Концевые участки цлиной

20 — 30 мм металлизировали.

Порошок дисилицида титана взят с размерами частиц 1-10 мкм. Нижний предел определяется технологическими трудностями, верхний влияет на стабильность удельного электросопротивле ия электронагревателя в работе. Алюмосиликатное волокно (48, 867.

Si0< и 50,337. А1 0 с рабочей температурой до 1150 С) имеет размеры частиц длиной 2-3 мм, диаметром до

10 мкм, что соотнесено с гранулометрическим составом дисилицида титана. Двуокись кремния (-формы является -.åðìoóñòîé÷èâoé при термоциклировании до 600 С.

Увеличение концентрации дисилицида титана (более 307) снижает удельное электросопротивление нагревателей (при 317. до 200 Ом мм"/м), а уменьшение (менее 287) резко его увеличивает (при 277 — 900 Ом мм /м) .

Добавка алюмосиликатного волокна или уменьшение за указанные пределы концентрации оксидов приводит к искривлению стержней по длине, получению трещин после спекания, т.е. к браку.

Удельное электросопротивление нагревателей из предложенного материала 500-600 Ом. мм /м. Объемный вес 2+О, 1 г> см, прочность на изгиб

/ 3

1550 кгс/см, пористость 10-127.

Испытания проводились в циклическом режиме под током 25 А с ваттной нагрузкой 2,5-3 Вт/см с нагревом до

2 а

26 600 C с выдержкой 15 мин и последующим охлаждением. Результаты испытаний приведены в таблице.

Как видно из таблицы,при термоциклическом режиме работы предлагаемый материал более термостойкий и сох— раняет более стабильную величину удельного электросопротивления,чем известный нагреватель. и з о б р е т е н и я

Формула

Керамический материал для электронагревателей, содержаший дисилицид металла, окись алюминия >(-формы, двуокись кремния и бентонит сырой (пластификатор) и обожженный, о тл и ч а ю шийся тем,что, с целью повышения срока службы нагревателей при работе в атмосфере агрессивных паров до 600 С,в него допол— нительно введено алюмосиликатное вола<но, в качестве дисилицида металла взят дисилицид титана, а двуокись кремния взята Ы-формы при следующем содержании компонентов, 5О

Дисилицид титана с -формы 28-30

Окись алюминия 7-10

Двуокись кремния а -формы г,5

Алюмосиликатное

7-10

7-10

10-14

Остальное волокно

Бентонит сырой

Бентонит обожженный

9902 2 (2-107) армирует стержни электронагревателей, что упрочняет их делает стойкими к термоударам, тормозит образование трещин, стабилизирует

I) удельное электросопротивление.При увеличении волокна (более 107) услож— няется прессование, стержни деформи— руются, при количестве его менее

77. ухудшается прочность (прочность на изгиб 1000 кгс/см ). Увеличение

1339902

Состав и свойства

Известный

Предлагаемый способ

3 4 5

7 2 (конт роль) (конт роль) (контроль) Дисилицид молибдена 31

Дисилицид титана

31 30 27 38

30

Окись алюминия с(формы

10 10 10 10

Очищенная двуокись кремния р-ôîðìû

Окись кремния a формы

10 10 l0 7

Алюмосиликатное волокно

0,5

15 8

Бентонит сырой (пластификатор) 12

12 12 12 10 14

36,5 38 26 37 33

Бентонит обожженный 37

Количество термоударов (в циклах), вьдерживаемое нагревателями (нагревание до о

600 С с вьдержкой

15 мин и с охлаждением до комнатной температуры) 40-50

150 — 380 370

420

Изменение удельного электросопротивления (+7) при указанном режиме термоциклирования (тре— буе мое 500+ 10 ), Ом.мм /м) +30

+20 2 +5

Наблю- Брак дается 200 явлеПоявля- Брак,. ются 900 трещиние

"ч уммы" ны

Составитель А.Ходатаева

Техред М.Ходанич

Корректор В.Бутяга

Редактор Л.Гратилло

4352/56 Тираж 801

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Заказ

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4