Способ изготовления заготовок резистивных элементов из электропроводного бетона

Способ изготовления заготовок резистивных элементов из электропроводного бетона

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

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.