Клиноэнстатитовая керамика

Клиноэнстатитовая керамика имеет в своей основе метасиликат магния MgOּSiO₂ – клиноэнстатит. Сырьем для производства клиноэнстатитовой керамики является минерал тальк, представляющий собой водный силикат магния. Плотные разновидности талька называют стеатитом. Поэтому клиноэнстатитовая керамика часто называется стеатитовой или просто стеатитом.

Клиноэнстатит существует в трех модификационных формах, называемых энстатит, клиноэнстатит, протоэнстатит. Энстатит является низкотемпературной формой и при 1100–1260°С необратимо переходит в протоэнстатит. При охлаждении протоэнстатит переходит не в энстатит, а в клиноэнстатит. Температура перехода лежит в пределах 800–1000°С. Следствием неполного перехода протоэнстатита в клиноэнстатит могут явиться объемные изменения материала (до 6%) через длительное время уже непосредственно в изделии, которые приводят к потере необходимых электроизоляционных свойств, вызывают понижение прочности, потерю вакуумной плотности, а иногда и полное разрушение изделия. Совокупность этих явлений, получило название старения стеатита. Уменьшение склонности стеатита к старению достигается повышением вязкости стекловидной фазы, тормозящей рост кристаллов протоэнстатита. Старение стеатита существенно ограничивает его применение.

Стеатит можно синтезировать непосредственно из оксидов. Промышленное получение клиноэнстатитовой керамики основано на использовании природного сырья. Для изготовления стеатита пригодны только чистые разновидности талька, содержащие небольшое количество примесей. При нагревании тальк теряет химически связанную воду и переходит в метасиликат магния с образованием избыточного количества SiO₂. Дегидратация талька происходит в температурном интервале 850–1300°С и зависит от состава талька и наличия примесей.

Технология изделий из пластичных стеатитовых масс подобна технологии фарфоровых изоляторов. Пластичные стеатитовые массы подготавливают путем совместного смешивания и мокрого помола всех компонентов в шаровых мельницах. После обезвоживания массы на фильтрпрессе до влажности 18–22% получают заготовки на вакуумных прессах, которые в зависимости от вида изделий обрабатывают по одному из способов пластического формования: обтачиванию на токарных станках, лепке в гипсовых формах, формованию через профильный мундштук и др.

Малопластичные стеатитовые массы формуют методами сухого и мокрого прессования. Порошок для сухого прессования необходимо гранулировать для повышения плотности и прочности прессовок. Грануляцию осуществляют путем двукратного прессования порошка на связующем из олеиновой кислоты, керосина и воды (всего 8–10%) при давлении около 300кГ/см². Гранулированный порошок рассеивают на фракции. Для мелких изделий размер гранул составляет 0,2–0,5мм, для более крупных – до 0,8мм. Изделия прессуют на прессах-автоматах при давлении до 600кГ/см²при двустороннем сжатии.

Мокрым прессованием (штампованием) получают изделия сложной конфигурации. Измельченный порошок из высушенных заготовок смешивают с водной эмульсией жирных кислот.Изделия прессуют на механических прессах при давлении 80кГ/см² и сушат при температуре 40–80°С.

Горячим литьем под давлением формуют изделия из непластичных масс, предназначенных для высокочастотных радиотехнических деталей. Первая стадия представляет собственно синтез МgОּSiO₂ в брикете, вторая – формование и спекание изделия. Измельченную в шаровых мельницах массу перерабатывают на вакуумном прессе с многодырчатым мундштуком для получения тонких стержней диаметром 2–3мм.Затем стержни обжигают при температуре 1200–1250°С. После обжига их подвергают сухому помолу. Подготовленный шликер пластифицируют парафином при температуре 70–80°С.

Стеатит спекают при температуре 1170–1340°С в зависимости от состава в электрических печах с карбидокремниевыми нагревателями.

Отличительной особенностью стеатита являются малые диэлектрические потери и повышенная по сравнению с фарфором механическая прочность, вследствие чего его применяют как высокочастотный диэлектрик, а благодаря высокой пробивной напряженности и в высоковольтной технике. Плотная малопористая структура стеатита дает возможность использовать его как изолятор для электровакуумной аппаратуры.

Дата добавления: 2015-07-26; просмотров: 302; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!