RU2289172C2 - Состав для композиционного электропроводного материала - Google Patents
Состав для композиционного электропроводного материала Download PDFInfo
- Publication number
- RU2289172C2 RU2289172C2 RU2004115998/09A RU2004115998A RU2289172C2 RU 2289172 C2 RU2289172 C2 RU 2289172C2 RU 2004115998/09 A RU2004115998/09 A RU 2004115998/09A RU 2004115998 A RU2004115998 A RU 2004115998A RU 2289172 C2 RU2289172 C2 RU 2289172C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- corundum
- graphite
- electricity conducting
- composition
- orthophosphoric acid
- Prior art date
Links
Landscapes
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области производства электропроводных материалов и может быть использовано для изготовления резисторов различного назначения и электронагревательных приборов. Техническим результатам изобретения является создание композиционного электоропроводного материала с высокой механической прочностью и высокой теплопроводностью для обеспечения надежности и долговечности изделий на его основе. В состав для композиционного электропроводного материала, содержащего оксид железа, ортофосфорную кислоту и силицированный графит, введен корунд мелкой и крупной фракций с размером частиц 0,16-32 мм, при следующем соотношении компонентов, в мас.%: оксид железа - 15-20, силицированный графит - 10-30, ортофосфорная кислота 10-15, корунд - 40-60. Приготовленный состав после полусухого прессования подвергают термообработке при плавном подъеме температуры до 350°С с последующей выдержкой. 2 табл.
Description
Изобретение относится к области производства электропроводных материалов и может быть использовано для изготовления объемных резисторов различного назначения и электронагревательных приборов.
Известен композиционный электропроводный материал (Авт. св. СССР №1728888, кл. H 01 B 1/18, опубл. 1992 г.), содержащий пиритные огарки, ортофосфорную кислоту и графит. Недостатком материала является пористость его структуры и низкая механическая прочность.
Известен также композиционный электропроводный материал (Авт. св. СССР №1810913, кл. H 01 B 1/18, опубл. 1993 г.), содержащий оксид железа, ортофосфорную кислоту и графит с размером частиц менее 40 мкм.
Состав компонентов, включающих мелкодисперсный графит, придает материалу высокую электропроводность, а применение железофосфатного связующего позволяет получать пластичные смеси, используемые для укладки без интенсивных методов уплотнения. Однако из-за низкого сопротивления мелкодисперсного графита имеет место резкий переход от низкоомной области к области, близкой к порогу протекания, где малое изменение объемного содержания графита вызывает значительное (на порядки) увеличение сопротивления. Материал имеет узкий диапазон стабильных значений электрического сопротивления. Смещение в область более высокой электропроводности приводит к снижению механической прочности материала.
Наиболее близким к заявляемому является состав для композиционного электропроводного материала (патент РФ №2028680, кл. H 01 B 1/18, опубл. 1995 г.), содержащий оксид железа, ортофосфорную кислоту и силицированный графит.
Силицированный графит, представляющий собой конгломерат из графита, кремния и карбида кремния, благодаря своей структуре, имеет высокое удельное электрическое сопротивление, что позволяет расширить диапазон электрического сопротивления материала на его основе в высокоомную область. Недостатком материала является невысокая механическая прочность, вызванная пористостью его структуры, возможность трещинообразования при эксплуатации нагревательных элементов, изготовленных из этого материала, и, как следствие, их низкая надежность.
Задачей настоящего изобретения является повышение механической прочности композиционного электропроводного материала, увеличение сроков эксплуатации и обеспечение надежности изделий на его основе.
Поставленная задача решена благодаря тому, что в состав для композиционного электропроводного материала, содержащего оксид железа, ортофосфорную кислоту и силицированный графит, согласно изобретения введен корунд с размерами частиц 0,16-0,32 мм при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Оксид железа | 15-20 |
Ортофосфорная кислота | 10-15 |
Силицированный графит | 10-30 |
Корунд | 40-60 |
Введение корунда в состав для композиционного электропроводного материала приводит к качественному изменению структуры состава материала за счет индивидуальной структуры зерен корунда, обеспечивающей лучшее сцепление частиц составляющих элементов, что придает материалу повышенную механическую прочность. Использование корунда разных фракций позволяет не только повысить плотность материала за счет улучшенной упаковки компонентов, но и обеспечить наиболее высокую прочность при химическом взаимодействии с кислотной составляющей железофосфатного вяжущего вследствие высокой адгезии компонентов друг к другу. В результате снижается порообразование, образуется прочная однородная структура, повышается коэффициент теплопроводности материала.
Оптимальный фракционный состав корунда, обеспечивающий максимальную плотность и прочность материала, получен при размере зерен корунда 0,16-0,32 мм.
Способ получения состава для композиционного электропроводного материала осуществляется следующим образом.:
Перемешивают твердые сухие компоненты состава. Затем вводят в смесь ортофосфорную кислоту и продолжают перемешивание до получения однородной массы. Приготовленный состав укладывают в пресс-форму, уплотняют, применяя метод полусухого прессования, и подвергают термообработке. Термообработку осуществляют при плавном подъеме температуры от 20 С° до 350 С° с выдержкой при 350 С°.
Для эспериментальной проверки заявляемого состава было приготовлено 8 смесей компонентов. В качестве исходного сырья применялись: оксид железа МР-2 по ТУ6-09-53-46-87, графит силицированный по ТУ 48-4805-100-91, кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552-80, корунд по ГОСТ 28818-90.
Составы смесей варьировались в широких пределах. По результатам сравнительных испытаний определялись граничные значения входящих в состав материала компонентов.
Содержание кислоты определялось соотношением жидкой и твердой фазы: Ки/Σcyx. Повышенное значение кислоты приводило к потери составом способности к твердению и вызывало сильное "зарастание" смесительного и формовочного оборудования, деформацию материала после термообработки. Малое содержание кислоты приводило к возникновению пустот после прессования и трещин после термообработки, что отрицательно сказывалось на качестве изделий, вызывало их низкую механическую прочность.
Содержание оксида железа задавалось в соответствии с соотношением: Же/К=1/2,75 (как минимальное соотношение вяжущего вещества к заполнителю-корунду). Исследования показали, чем больше в составе железофосфатного связующего оксида железа, тем прочнее получаемый материал, но ниже его трещиностойкость.
Содержание графита задавалось, исходя из требуемой величины электрического сопротивления материала, и определялось соотношением:
Гр/Же+К=1/х, где х=2,0÷6,9.
Содержание корунда определялось из соотношения:
где Ки - кислота, Гр - графит, Же - оксид железа, К - корунд, Σсух - сумма всех сухих компонентов.
Материал с наиболее плотной структурой получали при использовании мелкой фракции корунда в пределах 15-30% от его общей массы.
В таблице 1 приведены массовые соотношения компонентов составов и соответствующие им электрические и механические свойства материала.
В таблице 2 приведены сравнительные свойства известного материала и материала согласно изобретению.
Сравнительный анализ заявляемого и известного материалов показал, что при одинаковых значениях удельного электрического сопротивления заявляемый материал имеет более высокую теплопроводность и допустимую температуру нагрева. По сравнению с известным материалом заявляемый имеет низкую пористость и более высокую механическую прочность, что способствуют повышению ресурса резисторов на его основе.
Использование заявляемого материала позволит изготавливать нагревательные элементы и резисторы различного назначения с широким диапазоном значений электрического сопротивления при высокой механической прочности, повысить срок их службы и обеспечить высокую надежность при эксплуатации.
Таблица N 1 | ||||||||
Номер | Состав, мас.% | Удельное эл. | Пористость, % | Теплопроводность | ||||
состава | Оксид железа | Силицированный графит | Корунд 0,32 | Корунд 0,16 | Кислота | сопрот. Ом·м | Вт/м·К° | |
1 | 19,4 | 9,8 | 49,5 | 7,3 | 14 | 1,9 | 0,19 | 3,8 |
2 | 18,5 | 12,5 | 48 | 7,0 | 14 | 0,1 | 0,12 | 4,6 |
3 | 18,0 | 16,0 | 46 | 6,0 | 14 | 0,05 | 0,14 | 4,2 |
4 | 17,0 | 21,0 | 35 | 11,0 | 14 | 0,03 | 0,16 | 4,0 |
5 | 15,5 | 25,0 | 38,5 | 7,0 | 14 | 0,01 | 0,17 | 4,0 |
6 | 13,0 | 30,0 | 36,5 | 6,5 | 14 | 0,005 | 0,14 | 4,2 |
7 | 20,0 | 25,0 | 35,0 | 11,0 | 9 | 2,1 | 0,21 | 3,5 |
8 | 13,5 | 24,5 | 35 | 11 | 16 | 0,048 | 0,15 | 4,3 |
Таблица 2 | ||
Параметры | Материал | |
По изобретению | По прототипу | |
Удельное электрическое сопротивление, Ом·м | 9,1·103-14,8 | 9,1·103-14,8 |
Пористость, % | 12-19 | 27-33 |
Теплопроводность, Вт/м·К° | 3,8-4,6 | 1-1,2 |
Температура трещинообразования, С° | 350-500 | 200-250 |
Прочность на сжатие, МПа | 40-70 | 20-30 |
Claims (1)
- Состав для композиционного электропроводного материала, содержащий оксид железа, силицированный графит и ортофосфорную кислоту, отличающийся тем, что он содержит корунд с размером частиц 0,16÷0,32 мм при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Оксид железа 15÷20 Силицированный графит 10÷30 Ортофосфорная кислота 10÷15 Корунд 40÷60
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004115998/09A RU2289172C2 (ru) | 2004-05-12 | 2004-05-12 | Состав для композиционного электропроводного материала |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004115998/09A RU2289172C2 (ru) | 2004-05-12 | 2004-05-12 | Состав для композиционного электропроводного материала |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004115998A RU2004115998A (ru) | 2005-10-27 |
RU2289172C2 true RU2289172C2 (ru) | 2006-12-10 |
Family
ID=35864117
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004115998/09A RU2289172C2 (ru) | 2004-05-12 | 2004-05-12 | Состав для композиционного электропроводного материала |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2289172C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2559802C2 (ru) * | 2013-10-02 | 2015-08-10 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт конструкционных материалов на основе графита "НИИграфит" | Резистивный композиционный корунд-углеродный материал |
-
2004
- 2004-05-12 RU RU2004115998/09A patent/RU2289172C2/ru active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2559802C2 (ru) * | 2013-10-02 | 2015-08-10 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт конструкционных материалов на основе графита "НИИграфит" | Резистивный композиционный корунд-углеродный материал |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004115998A (ru) | 2005-10-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6049509B2 (ja) | セラミックヒーター、ヒーター電極及びセラミックヒーターの製法 | |
Shen et al. | Enhanced Initial Permeability and Dielectric Constant in a Double‐Percolating Ni0. 3Zn0. 7Fe1. 95O4–Ni–Polymer Composite | |
US2415036A (en) | Resistance material | |
TW201731961A (zh) | 絕緣散熱片 | |
KR101905293B1 (ko) | 탄소질 음향 정합층 및 그 제조 방법 | |
TWI351392B (en) | Dielectric ceramic composition having wide sinteri | |
DE102016225655B4 (de) | Teilchen für monolithisches feuerfestes Material | |
KR20160145638A (ko) | 수지 결합 탄소질 브러시 및 이의 제조방법 | |
RU2289172C2 (ru) | Состав для композиционного электропроводного материала | |
RU2483376C2 (ru) | Электрод на основе оксида олова | |
JP2009078967A (ja) | 高熱伝導黒鉛材料及びその製造方法 | |
JP5080736B2 (ja) | 耐火物の製造方法及びこれにより得られた耐火物 | |
RU2341839C1 (ru) | Электропроводящий композиционный материал, шихта для его получения и электропроводящая композиция | |
JP2004099782A (ja) | カーボンブラシ | |
RU2291130C1 (ru) | Способ получения электропроводящего бетона | |
TW202231785A (zh) | 可交聯的導熱矽酮組合物、及其製備方法及其用途 | |
JP4809582B2 (ja) | 高熱伝導黒鉛材料及びその製造方法 | |
JP2004319281A (ja) | 導電性銅ペースト組成物 | |
US718438A (en) | Method of manufacturing electrolytic or electric-light carbons. | |
RU2524516C1 (ru) | Электропроводящий термостойкий фосфатный композиционный материал | |
SU55730A1 (ru) | Способ изготовлени электрических сопротивлений | |
JPH0869715A (ja) | 高周波用誘電体磁器組成物 | |
RU2336242C1 (ru) | Глинофосфатный материал | |
RU2615007C1 (ru) | Композиция для изготовления легковесных огнеупоров | |
RU2264981C1 (ru) | Электродная масса для самообжигающихся электродов |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20120312 |