Вяжущее

Вяжущее

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

I»I 827454

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6 1 ) Дои о. i I I I IT O!! I l O K 2 B T. C B I I I - в! (22) Заявлено 25.06.79 (21) 2782235 29-33 с присоединением заявки %в (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.05.81, Бюллетень М 17 (45) Дата oII) á!Ièêoi .ßI!Íß oil!!c:.!l!Iii! 07.05.81 (51) Ъ У,л.з

С 04 В 29/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 666.946.6 (088.8) 1 (! !

1 р! .«! ! ( (72) Авторы изобретения

Д. И. Медведев, В. Н, Яглов, T. А. Жарская, В. П. Бочин, Е. И. Гуцевич и О. Г. Леоедев (71) Заявитель (54) ВЯЖУЩЕЕ

Изобретение относится к получению вяжущих материалов и может быть использовано в химической и электротехнической промышленности при изготовлении электроконтактных деталей, токопроводящих за- 5 мазок и покрытий.

Известен токопроводящий цемент, включающий нейтрализующую добавку (СцО) и углеродное волокно,(1).

Основным его недостатком является 10 низкая термоустойчивость; максимальная рабочая температура цемента не превышает

150 С.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому ре- 15 зультату является состав токопроводящего цемента, включающий ортофосфорную кислоту и электропроводный наполнитель— дисилицид молибдена в соотношении Т/Ж=

= 5 — 10 12). 20

Недостатком этого состава токопроводящего цемента является большой расход дисилицида молибдена, невысокая химическая стойкость цемента в жидких агрессивных средах и высокая температура его 25 отверждения (600=С), так как дисилицид молибдена не взаимодействует с ортофосфорной кислотой, а твердение цемента происходит вследствие обезвоживания самой

Н31 О4 30

Целью изобретения является снижение температуры отверждения и увеличение химической устойчивости токопроводящего цемента.

Достигается это тем, что вяжущее, включающее ортофосфорную кислоту и электропроводный наполнитель, содержит в качестве электропроводного наполнителя высокодисперсный нитрид титана при следующем соотношении компонентов, вес. /о.

Ортофосфорная кислота 40,5 — 48,0

Нитрид титана 52,0 — 59,5

Высокодисперсный нитрид титана обладает активированной кристаллической решеткой с большим числом приповерхностных атомов с пескомпенспрованными валентными связями, что обуславливает появление реакционной активности вещества.

Поэтому, применение нитрида титана, обладающего развитой удельной поверхностью (18 — 23 м /г), приводит к резкому возрастанию его химической активности в растворах НзРО4 и, как следствие, к снижению температуры твердения цемента с 600 С (прототип) до 200 С.

При увеличенчи содержания нитрида титана в смеси общее количество кислоты недостаточно для связывания TiN и часть его выступает в качестве наполнителя, что обуславливает появление токопроводящих

827454

3 свойств цемента. Для придания цементу химической стойкости к действию агрессивных сред необходимы дополнительная термообработка при 300 — 350 С.

Кроме того, введение высокодисперсного нитрида титана в качестве электропроводного материала позволяет значительно снизить расход наполнителя при сохранении высоких электропроводяших свойств цемента.

Данное изобретение позволяет получать токопроводящий коррозионностойкий цемент при относительно невысоких температурах отверждения и небольших расходах электропроводиого наполнителя. Последнее способствует значительному снижению сырьевых затрат при получении цемента.

Токопроводящий цемент получают методом пластичного формования из теста нормальной густоты следующим образом.

Определенное количество нитрида титана, размер частиц (ч — 0,05 —:0,1 мкм) затворяют концентрированной ортофосфорной кислотой (d — 1,74). Весовое соотношение TiN/Ð o составляет 1,5 —:2,0. Тщательно перемешанныс количества НЗРО, и иитрида титана укладывают во фторпластовыс формы и подвергают термообработкс при

300 — 350 С. Скорость подъема температуры ие превышала 20 град/мии. После дости>кения заданных температур систему охлаждают до комнатной температуры, извлекают образцы и исследуют физико-химические свойства затвердевшего цемента.

Пример 1. Для получения токопроводящего цемента 52 /о нитрида титана (ч — 0,05 —:0,1 мкм) затворяют путем перемешивания в 48,0 k концентрированной ортофосфорной кислоты (d — 1,74). Тщательно перемешанную массу в соотношении

TiN/Ð 03 =- 1,5 укладывают во фторпластовые формы и подвергают термообработке до 300 С со скоростью 0,3 град/мин.

После естественного охлаждения системы образцы извлекают из форм и исследуют их физико-химические свойства:

Электросопротивление цемента, Ом 14,8

Содержание Р>0; в водной вытяжке при

20 С О/О 1,0

Содержание Р305 в кислотной вытяжке (НС1 d — 1,12) при 20 С, /о 0,2.

Рабочая температура (без изменения электропроводности отвердевшего цемента), С 500

Пример 2. Токопроводяи!ий цемент приготавливают по методике, описанной в примере 1.

Расход нитрида титана составляет

59,5 /О, расход НЗРО4 — 40,5Ъ, соотношение

TiN/Ð O5 =- 2.

Температура термообработки, С 300

Электросопротивление цемента, ом 7

Содержание РО в водной вытяжке при 20 С, % 0,2

Содержание Р О; в кислотной (1-1С1

4 конц.) вытяжке при 20 С, jo 0,09.

Пример 3. Токопроводящий цемент приготавливают по методике, описанной в примере 1.

Расход нитрида титана составляет

55,75 /О; расход НЗРО4 — 44,25 /о.

Соотношение TiN/Ð O; = 1,75

Температура термообработки, С 300

Элсктросопротивление цемента, ом 9,9

Содержание Р„О: при 20 С в водной вытяжке, io 0,39

Содержание Р303 при 20 С в кислотной (НС1 конц.), вытяжке, %. 0,12

15 Рабочая температура, С 500

Пример 4. Токопроводящий цемент приготавливают по методике, описанной в примере 1.

Расход иитрида титана составляет

52 /о, расход НЗРО4 — 48%.

Соотношение TiN/Р О„- == 1,5.

Температура термообработки, С 350

Электросопротивление цемента, ом 10

Содержание Р:.03 при 20 С в водной )5 вытяжке, /о 0,47

Содержание Р;О„при 20 С в кислотной вытяжке, о/о 0,16

Рабочая температура, С 500

Пример 4. Токопроводящий цемент приготавливают по методике, с писанной в примере 1.

Расход нитрида титана составляет

52 /О, расход НЗР04 — 48О/о.

Соотношение TiN/Р О5 — — 1,5.

Температура термообработки, =С 350

Электросопротивление цемента, ом 10

Содержание Р О5 при 20 С в водной вытяжке, /о 0,47

Содержание Р 05 при 20=С в кис4р лотной вытяжке, /о 0,16

Рабочая температура, С 500

Пример 5. Токопроводящий цемент приготавливают по методике, описанной в примере 1.

45 Расход нитрида титана составляет

59,5 /о, расход H3PO4 — 40,5%.

Весовое соотношение TiN/Ð 03 — — — 2.

Температура термообработки, С 350

Электросопротивление цемента, ом 4,9 р Содержание Р О5 при 20 С в водной вытяжке, lo 0,09

Содержание Р О, при 20 С в кислотной (НС1 d — 1,12) вытяжке, о/о 0,01

Рабочая температура, С 500

6s Пример 6. Токопроводящий цемент приготавливают по методике, описанной в примере 1.

Расход нитрида титана составляет рр 55,75%, расход НЗРО4 — 44,25 /О.

Весовое соотношение TiN/Р О; = 1,75.

Температура термообработки, С 325

Электросопротивление цемента, ом 7

Содержание Р„-О, при 20 С в водной рЗ вытяжке, /О 0,21

827454

Наполнитель

TiN

Показатель

Мо84(прототип) 1 15

5 — 10

600

300 — 350

0,09 — 0,2

3,2 — 2,2

0,08 — 0,01

5 — 15

0,1 — 0,24

3,6 — 2,9

0,09 — 0,02

4,2 — 20

25" — 41*".

190

Таблица 1

Степень разложения (Р,Оо, /о) CC

5 ь

О.

И

o > о о о4 о х ы о

Я

Условия получения цемента

Номер примера

Температура термообработки, ОС

Соотношение

TiN/Ð 0, Н,О (20ос) НС1 (20 С) 300

250

0,2

0,09

0,12

0,16

0,01

0,08

2,2

1,0

0,2

0,39

0,47

0,09

0,21

3,1

14,8

7,0

9,9

10,0

4,9

7,0

40,0

1,5

2,0

1,75

1,5

2,0

1,75

1,0

48,0

40,5

44,25

48,0

40,5

44,25

53,3

Составитель О. Моторина

Техред И. Заболотнова

Корректор Н. Федорова

Редактор И. Квачадзе

Подписное

Заказ 3138

Изд. ¹ 296 Тира>к 661

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Загорская типография Упрполиграфиздата Мособлисполкома

Содержание Р205 при 20 С в кислотной (НСI конц.) вытяжке, оо. 0,08

Рабочая температура, С 500

Пример 7. Токопроводящий цемент приготавливают по методике, описанной в примере 1.

Расход нитрида титана составляет

46,7 /о, расход НзРО4 — 53,3 /о.

Весовое соотношение TiN/РоОз — — 1.

Температура термообработки, С 250

Электросопротивление цемента, ом 40

Содержание РоОз при 20 С в водной вытяжке, /о 3,1

Содержание Р Оз при 20 С в кислотной (НС1 кочц.) вытяжке, /о 2,2

Рабочая температура, С 500

Данные примерно сведены в табл. 1.

Технологические условия и физико-химические свойства токопроводящего цемента по предлагаемому изобретению. Расход наполнителя (TiN) — 20 r., скорость подъема — температуры 0,3 град/мин.

Из табл. 1 видно, что в предлагаемых условиях (примеры 2 — 6) можно получать токопроводящий, химически стойкий (в воде и НСI конц.) цемент при относительно невысоких температурах отверждения (300 †3 С) и небольших расходах электропроводного наполнителя (TiN/Ð205 =

= 1,5 —;2,0). Несоблюдение оптимальных условий его получения (пример 7) приводит к резкому увеличению сопротивления цемента и к снижению его коррозионной стойкости.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого изобретения по сравнению с прототипом представлена в табл. 2.

Таблица 2

10 Расход наполнителя (на

1 ч. НзРО4)

Температура отверждения, ОС

Степень разложения вяжущего, в РоО;

Н О, 20оС

НоО, 100 С

НС1, 20 С

Электросопротивчение ом

Оптовая цена наполнителя за 1 кг, руб.

" Расчетная цена высокоднсперснаго ннтрнда титана.

"::: Оптогвя цена нптрнда титана.

Из табл. 2 видно, что получение токопроводящего цемента с использованием дисилицида молибдена (прототип), требует на 1 ч. НзРО4 5 —.10 вес. ч. наполнптеля.

Формула изобретения

Вяжущее, включающее ортофосфорную кислоту и электропроводный наполнитель, 35 отличающееся тем, что, с целью снижения температуры отверждения и увеличения химической устойчивости, оно содержит в качестве электропроводного наполнителя, высокодисперсный нитрид титана при

40 следующем соотношении компонентов, вес. о! ю:

Ортофосфорная кислота 40,5 — 48,0

Нитрнд титана 52,0 — 59,5

45 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство М 522158, кл. С 04 В 29/02, 1975.

2. Копейкин В. А. и др. «Материалы на

50 основе металлофосфатов», М., Химия, 1976, с. 128.