.RU

4. МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА И МЕТАЛЛИЗАЦИЯ КЕРА-МИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ - «Электроизоляционная керамика»



^ 4. МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА И МЕТАЛЛИЗАЦИЯ КЕРА-МИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ

Механическая обработка. В современной технике находят широкое применение керами­ческие изделия, соответствующие жестким тре­бованиям по точности размеров, форме и чи­стоте обработки поверхности. Обеспечить вы­полнение таких требований способами обычной керамической технологии не представляется возможным. Изготовленные изделия всегда имеют незначительные отклонения размеров от заданных, обусловленные некоторой неста­бильностью усадки в процессе сушки и обжи­га. Значения усадки зависят как от состава материалов, так и от некоторых технологиче­ских операций./7/

Для получения керамических изделий, имеющих точные размеры и высокую чистоту поверхности, используют механическую обработку обожженных изделий путем шлифова­ния. Для шлифования в основном используют шлифовальные круги и реже порошки из аб­разивных материалов: алмаза, нитрида бора, карбида кремния, электрокорунда и др. (см. приложения, табл. 12).

Механическая обработка керамических изделий всеми видами шлифования осущест­вляется абразивными инструментами из кар­бида кремния и алмаза различной зернистости. Для шлифовки применяют шлифовальные кру­ги, головки, бруски и сегменты соответст­венно шлифуемой поверхности.

Максимальная рабочая скорость абра­зивного инструмента обусловливается типом связующего материала. Так, для алмазного шлифовального круга на керамическом связую­щем рабочая окружная скорость составляет 25 м/с, а на фенолформальдегидном — до 35 м/с.

Для обработки керамических изоляторов, обладающих высокой твердостью и хруп­костью, наиболее эффективным является ал­мазный инструмент на металлическом и фе­нолформальдегидном связующем. Алмазный абразивный инструмент на металлическом свя­зующем используется в основном для черно­вого шлифования керамики, а на фенолфор­мальдегидном связующем — для окончатель­ного, чистого шлифования.

Алмазные круги на металлическом связу­ющем имеют более длительный срок службы. Для черновой обработки керамических изде­лий используют крупнозернистые абразивные круги, а для окончательной чистовой обработ­ки поверхности применяют тонкозеристые аб­разивные инструменты.

Для шлифования керамических изделий используют обычные металлообрабатывающие станки: токарно-винторезные со шлифовальной головкой, токарно-карусельные, шлифовально-карусельные, универсально-шлифовальные и др. Крепление керамических изделий на станке производится при помощи специальной технологической оснастки, обеспечивающей прочное и безопасное положение детали в работе.

Режимы шлифования керамических изделий зависят от свойств керамического материала, от показателей используемого абразивного инструмента и устанавливаются экспериментально. При черновой обработке изделий в большинстве случаев толщина слоя, снимаемого шлифовкой за один проход, составляет примерно 0,25 мм, а при чистовой — 0,005— 0,025 мм.

Для охлаждения в процессе шлифования применяют 2—5 %-ный водный раствор кальцинированной соды, который подают со ско­ростью 20 л/мин.

При круглом шлифовании наружной по­верхности изоляторов цилиндрической формы обрабатываемый изолятор и шлифовальный круг вращаются в одну сторону, а при обра­ботке круглых внутренних поверхностей кера­мических изделий шлифовальный круг и обра­батываемая деталь вращаются в противопо­ложные стороны. Шлифование торцевых по­верхностей цилиндрических изделий может производиться на плоскошлифовальном станке с использованием соответствующей оснаст-ки./10/

^ Металлизация керамики. Металлические покрытия на поверхности керамики могут слу­жить электродами конденсаторов, испытуемых образцов, витков катушки индуктивности или промежуточным слоем для соединения кера­мики с металлической арматурой посредством пайки.

Металлические покрытия керамики можно осуществлять методами вжигания металлосодержащей краски (пасты), испарения и кон­денсацией металла (серебра, золота, никеля, палладия и др.) в вакууме, химического осаж­дения, шоопирования и др.

Металлические покрытия должны обла­дать хорошей электропро-водностью (особенно для высокого напряжения высокой частоты) при малой толщине электродного слоя. Для таких покрытий чаще всего применяют благо­родные металлы (в основном серебро и пал­ладий), устойчивые к окислению. Покрытия, предназначенные для последующей пайки с металлической арматурой, производятся из тугоплавких металлов в сочетании с различ­ными добавками.

Вжигание паст — наиболее распростра­ненный способ металлизации. Основным ком­понентом металлосодержащей пасты является окись серебра, азотнокислое серебро или тон­кодисперсный порошок металлического сереб­ра. Для спекаемости покрытия и хорошей адгезии по отношению к поверхности керамики в пасту вводятся 5—7 % (по массе) плавней в виде борнокислого свинца, оксида висмута или других соединений висмута. Компоненты пасты смешиваются с органическими связую­щими, представленными раствором канифоли в скипидаре или смесью скипидара с касторо­вым маслом до получения однородной массы. Паста, изготовляемая промышленностью на специализированных заводах, содержит 55— 70 % (по массе) металлического серебра.

Нанесение серебряной пасты на керамиче­ские изделия производится вручную кисточкой, пульверизатором, окунанием, а в массовом производстве — шелкографией. Нанесенные покрытия сушат при температуре 80—150 °С в термостатах или в проходных сушилках. Об­жиг производится при температуре 750—850 оС в муфельных или проходных печах в воздуш­ной среде. В процессе обжига покрытия в ин­тервале температур 200—400 °С, т. е. при вы­горании органической связки, подъем темпера­туры должен быть замедленным во избежание вспучивания покрытия и образования трещин на металлизированной поверхности. Режим вжигания серебряной пасты устанавливается экспериментально. Он зависит от нагревостойкости керамики, размеров и конфигурации металлизируемого изделия. Длительность про­цесса может составлять 5—35 ч.

Толщина однократно металлизируемого слоя серебра составляет 3—10 мкм. В случае необходимости для получения покрытия с бо­лее толстым слоем деталь металлизируют 2 — 3 раза, проводя последовательно вжигание каждого нанесенного металлизированного слоя. Толщина металлизирующего слоя на из­делиях среднего размера составляет 40 — 50 мкм.

Металлизация составами на основе туго­плавких металлов применяется для различных вакуум-плотных керамических изделий из фар­фора, стеатита, форстерита и корундовой ке­рамики. В металлизирующий состав входят различные добавки: марганец, железо, крем­ний, оксиды металлов — А12О3, ТiО2, Сr2О3, карбиды, бориды и специальные плавни.

Металлизация различных типов керамиче­ских материалов производится по схеме: очист­ка изолятора от загрязнений, обезжиривание, приготовление и нанесение металлизирующего состава, вжигание покрытия, зачистка, нанесе­ние второго металлизирующего состава, вжи­гание второго покрытия и контроль качества покрытия.

Для приготовления металлизирующих паст используют материалы, получаемые с завода-изготовителя в виде тонкомолотых порошков с удельной поверхностью 4000—5000 см2/г для молибдена и 5000—7000 см2/г для марганца.

Компоненты металлизирующей пасты, взя­тые в заданном соотношении, смешиваются с раствором коллоксилина в изоамилацетате или водно-спиртовый раствор полиамидной смолы. Смешивание компонентов производится в валковой мельнице со стальным барабаном до получения однородной пасты.

Процесс вжигания металлизирующих по­крытий производится в печах с защитной га­зовой средой при температуре 1200—1350 °С с выдержкой при конечной температуре 20—30 мин. Режим вжигания устанавливается опытным путем.

Вжигание покрытия проводится в печах периодического действия или толкательных пе­чах непрерывного действия в увлажненной или азотно-водородной среде при отношении азота к водороду 2:1 или 3:1. Керамические материалы, содержащие в своем составе до­статочное количество стеклофазы (фарфор, стеатит и др.), можно металлизировать па­стами на основе тугоплавких металлов без специальных добавок, а керамические матери­алы, содержащие менее 5 % стеклофазы, не­обходимо металлизировать пастами, в состав которых входят компоненты, образующие жид­кую фазу в процессе вжигания покрытия.

В табл. 13 (см. приложения) приведены составы для ме­таллизации вакуумплотных керамических ма­териалов.

Для увеличения толщины покрытия и об­легчения пайки на молибденовое покрытие методом вжигания или гальваническим путем наносится слой никеля (второе покрытие)./2/


ПРИЛОЖЕНИЯ:

Сырьё

Дробилка

Барабанная мельница

Магнитный сепаратор

Вибрационное сито

Смеситель

Мембранный насос

Пресс-фильтр

Сушка

Бегунковая мельница

Смеситель

Дезинтегратор

Вибросито

Влажное прессование

Сушка

Предварительное прессование

Бегунковая дробилка

Сито

Воздушный классификатор

Сухое прессование

Вакуум-пресс

Бункер

Смеситель

Литьё

Обтачка

Мудштучное прессование

Сушка

Спекание

Механическая обработка

Глазурование

Обжиг

Шлифование

Глазурование (легко-плавкими глазурями)

Контроль

Очистка от песка

Рис. 1. Технологическая схема производства электрокерамических

изделий



^ Таблица 1. Фазовый состав и основные свойства электрофарфора

Показатель

Фарфор

твёрдый

с повышенным содержанием муллита

кристобалитовый

корундовый

Состав, %

Муллит

25-28

35-48

23-25

10-12

Кремнезем

10-12

1-5

23-25

-

Кристобалит

-

-

20-25

-

Корунд

-

0-5

-

35-40

Стеклофаза

60-62

55-60

28-33

45-50

Основные свойства

Прочность при изгибе, МПа

70

120

110

170-220

Ударная вязкость, кДж/м2

1,5

2,0

2,2

2,5

Электрическая прочность, МВ/м

30

35

35

35


^ Таблица 2. Основные классы электротехнических материалов соот-ветственно применению

Класс

Применение

Вид керамики

Характерные особенности

1

Изоляторы для ус-тройств высокого и низкого напряжения, низкой частоты

Электрофарфор и глиноземистый фарфор

Хорошие электромеханические свойства, возмож-ность изготовления изоляторов любых размеров

2

Низкочастотные и вы-сокочастотные изоля-торы и конденсаторы малой ёмкости

Стетит, ультрафарфор, корундо-муллитовая керамика, цельзиановая керамика

Небольшое значение εr

3

Конденсаторы высо-кого и низкого напря-жения, высокой и низ-кой частоты

Рутиловая, перовскитовая, титано-циркониевая керамика, стронций-висмутовый титанат, алюминат-лантановая керамика

Высокое и очень вы-сокое значение εr, за-данное или не регла-ментированное зна-чение ТКε

4

Термодугостойкие узлы: искрогаситель-ные камеры, основа-ния нагревательных элементов и проволоч-ных резисторов, изоля-торы в вакуумных приборах

Кордиерит, литий-содержащая, высокоглиноземистая и цирконовая кера-мика

Высокая механи-ческая стойкость при нагреве и стойкость к термоударам

5

Высоконагревостойкие изоляторы

Керамика на основе чистых оксидов алю-миния, магния, бе-риллия и т. д.

Высокие электри-ческие свойства при высокой температу-ре, высокая тепло-проводность

6

Резисторы

Смесь керамики с са-жей или графитом; керамика на основе смешанных кристал-лов оксида цинка и оксидов металлов с переменной валент-ностью

Повышенная и высо-кая электропровод-ность, линейная и нелинейная вольт-амперные харак-теристики


^ Таблица 3. Огнеупорные глины

Место-рож-дение

Содержание оксидов, %

Потери при прокали-вании, %

SiO2

Al2O3

Fe2O3

CaO

MgO

K2O

Na2O

Часовъяр-ское

49,6-60,74

27,17-36,15

0,77-1,97

0,24-1,12

0,64-1,32

1,42-2,99

0,19-0,54

9,86-7,35

Дружков-ское

47,0-57,0

32,4-37,0

0,81-1,32

0,72-1,38

0,16-0,50

1,18-3,48

11,46-9,50

Торжков-ское

45,5-55,1

28,9-37,3

0,43-2,73

0,46-2,30

0,14-1,81

0,04-1,59

0,24-0,96

17,70-11,06


^ Таблица 4. Каолины

Место-рож-дение


Вид коалина

Содержание оксидов, %

Поте-

ри при про-кали-вании, %

SiO2

Al2O3

Fe2O3

CaO

MgO

K2O

Na2O

Прося-новское

Нео-бога-щён-ный

65,0-69,7

21,7-26,4

0,84-1,0

0,4-0,7

0,08-0,3

0,27-0,83

-

7,9-4,9

Обо-гащён-ный

45,5-47,4

37,4-39,8

0,3-0,94

0,15-1,3

0,12-0,56

0,15-0,77

0-0,68

14,0-13,2

Глухо-вецкое

Нео-бога-щён-ный

65,3-69,6

22,2-26,2

0,2-0,5

0,32-0,45

-

0,13-0,15

-

8,7-7,9

Обо-гащён-ный

46,0-47,9

37,1-40,4

0,21-0,95

0,13-0,5

0-0,53

0-0,4

0-0,003

13,7-13,1

Кыштым-ское

Нео-бога-щён-ный

69,0

21,1

0,95

0,65

0,32

-

-

6,99

Обо-гащён-ный

45,7-49,2

36,3-38,2

0,5-2,2

0,46-1,6

0,28-0,76

0,39-0,80

0-0,59

13,7-12,1

Балай-ское

Обо-гащён-ный

45,5-51,1

34,2-37,2

0,6-0,8

0,3-0,88

0,1-0,2

-

0,7-0,96

-

Ангрен-ское

Нео-бога-щён-ный

54,6-57,1

30,2-32,3

0,1-0,8

0,7-1,2

0,28-0,3

-

0,28

-


^ Таблица 5. Кварцевые материалы

Сырьё

Содержание оксидов, %

Потери при прока-лива-нии, %

SiO2

Al2O3

Fe2O3

CaO

MgO

K2O

Na2O

^ Кварцевый песок

Любе-рецкий

99,5-98,6

0,06-0,8

0,1-0,2

0,1-0,2

0,04-0,1

0,1

-

0,08-0,02

Авдеев-ский

96,6-98,8

2,7-0,7

0,1-0,2

0,2-0,6

0,1-0,2

-

-

0,1-0,3

Талшин-ский

99,3-99,7

0,3-0,2

0,04

0,06

0,03

-

0,04-0,1

0,1-0,4

ГДР

99,7-99,8

0,1

0,01

0,02

0,03

-

-

0,13-0,15

^ Кварц жильный

Нарын-Кунтин-ский

90,7-99,4

0,4-0,6

0,0-0,6

0,0-0,8

0,0-0,9

2,7-0,0

0,0-0,2

0,26


^ Таблица 6. Полевой шпат и пегматит

Сырьё

Содержание оксидов, %

Поте-ри при прока-лива-нии, %

SiO2

Al2O3

Fe2O3

CaO

MgO

K2O

Na2O

Пегматит

Глубо-чан-ский (Тока-ров-ский)

71,3-75,4

14,8-16,2

0,4-0,6

0,6-1,2

0,1-0,4

4,6-5,3

3,6-4,5

1,0-1,5

Прила-дож-ский

65,6-77,7

13,1-19,3

0,1-1,0

0,6-2,3

0-0,7

4,1-5,9

3,6-5,1

0,8-1,6

Елисе-евский

70,7-75,6

13,3-17,1

0,3-0,8

0,5-1,3

0-0,2

3,0-4,9

2,9-5,3

0,6-1,5

Алапаев-ский

65,5-74,4

13,9-19,7

0,2-0,4

0,2

0,1

7,9-12,0

1,9-3,5

-

^ Полевой шпат

Норвеж-ский

65-74,7

19,2-20,2

0,1-0,3

-

0,2

11,1-12,8

3,3-3,7

3,4-3,5

Применя-емый в США

65-68,6

17,3-19,9

0,1-0,3

0-0,5

0,03

10,5-12,0

2,7-3,3

3,6-3,9

Применя-емый в Швеции

64,0

19,4-

0,1

0,08

-

14,0

1,9

7,3

Применя-емый в ФРГ

68,5

17,6

0,3

0,2

0,1

10,6

0,7

15,8


^ Таблица 7. Циркониевое сырьё

Сырьё, место-рожде-ние

Содержание оксидов, %

Потери при про-калива-нии, %

SiO2

K2O

TiO2

ZrO2

Al2O3

Fe2O3

CaO

MgO

Бадделе-ит, Бразилия

0,69-0,19

-

-

96,84-98,9

0,13

0,37-0,82

0,21-0,06

-

0,98-0,28

Циркон-фавас светло-коричне-вый, Бразилия

15,35

-

0,51

81,64

0,9

1,00

-

-

0,63

Циркон-фавас аспидно-серый, Бразилия

2,05

-

0,56

92,87

0,7

3,50

-

-

0,52

Циркон-фавас чистый, Бразилия

0,48

-

0,48

97,19

0,4

0,92

Сле-ды

-

0,38

Циркон, Шри Ланка

33,86

-

-

64,25

-

1,08

-

-

-

Циркон, Швеция

32,44

-

-

65,76

-

0,42

0,09

-

0,46

Циркон, Австра-лия

30,00

-

2,08

65,42

1,2

0,44

0,14

0,22

-

Циркон, Россия (Ильмен-ские горы)

34,79

-

0,91

57,95

2,88

1,94

1,85

-

0,15

Циркон, Россия (Вишнё-вые горы)

32,63

0,48

1,22

63,53

0,37

0,88

0,61

0,07

0,35

Циркон, Россия (Жданов)

34,09

1,08

Нет

59,93

1,4

1,44

0,12

-

-


4-osnovnie-pokazateli-i-faktori-povliyavshie-na-hozyajstvennuyu-deyatelnost.html
4-osnovnie-problemi-i-perspektivi-socialno-ekonomicheskogo-razvitiya-strategiya-socialno-ekonomicheskogo-razvitiya.html
4-osnovnie-svetotehnicheskie-velichini-vidi-i-sistemi-osvesheniya-trebovaniya-k-proizvodstvennomu-osvesheniyu.html
4-osnovnie-vivodi-master-i-margarita.html
4-osobennosti-ekonomicheskih-iziskanij-dlya-obosnovaniya-stroitelstva-kolcevih-i-obhodnih-dorog-mostovih-perehodov-i-transportnih-peresechenij.html
4-osobennosti-plemennoj-raboti-v-ovcevodstve-lekciya-1-vvodnaya-puti-uvelicheniya-produktivnosti-sh-zhivotnih.html
  • bukva.bystrickaya.ru/sudba-katerini-po-pese-anostrovskogo-groza.html
  • books.bystrickaya.ru/cbs-tochno-po-ustavu-stranica-5.html
  • predmet.bystrickaya.ru/saba-zhosparlarini-lgler-s-tzhribeden-rastiran-osaman-darhan-osamanizi.html
  • shkola.bystrickaya.ru/postoyannie-komponenti-gazeti-i-zhurnala.html
  • assessments.bystrickaya.ru/diagnostika-poluprovodnikovih-izdelij-na-osnove-parametrov-nizkochastotnogo-shuma-stranica-4.html
  • credit.bystrickaya.ru/polozhenie-o-komissii-po-preduprezhdeniyu-i-likvidacii-chrezvichajnih-polozhenie-o-territorialnoj-podsisteme-preduprezhdeniya.html
  • portfolio.bystrickaya.ru/ontologicheskaya-kartina-deyatelnosti.html
  • assessments.bystrickaya.ru/ekspertiza-uchebnoj-programmi-kompleks-obrazovatelnoj-professionalnoj-programmi-opp-ekonomista-menedzhera-po.html
  • klass.bystrickaya.ru/6-primernaya-programma-formirovaniya-kulturi-zdorovogo-i-bezopasnogo-obraza-zhizni.html
  • turn.bystrickaya.ru/polozhenie-o-konkurse-sochinenij-i-esse-vsegda-est-mesto-dlya-podviga.html
  • institute.bystrickaya.ru/glava-ii-gumanisticheskaya-etika-prikladnaya-nauka-iskusstva-zhit-issledovanie-psihologicheskih-problem-etiki-perevod.html
  • essay.bystrickaya.ru/biznes-analitika-smi-vtorogo-eshelona-analiz-upominaemosti-v-smi-romir-i-konkurentov-obzor-smi-za-05-aprelya-2010-god.html
  • bukva.bystrickaya.ru/marketingovij-biznes-plan.html
  • writing.bystrickaya.ru/buhgalterskij-uchet-vneshnetorgovoj-deyatelnosti.html
  • control.bystrickaya.ru/chast-iiiproekt-gosudarstvennogo-kontrakta-rekonstrukciya-i-tehnicheskoe-perevooruzhenie-mehanicheskogo-proizvodstva.html
  • uchit.bystrickaya.ru/sravnivaya-dve-glavnih-koncepcii-vozniknoveniya-etnicheskih-obshnostej-primordializm-i-konstruktivizm-mi-vskolz-govorili-pod-vliyaniem-kakih-uslovij-i-pri-uchas-stranica-12.html
  • abstract.bystrickaya.ru/232-ulovki-ispolzuyushie-osobennosti-psihiki-chuvstva-samolyubiya-stida-i-dr-i-n-melihov-skritij-gipnoz.html
  • grade.bystrickaya.ru/nil-stivenson-stranica-4.html
  • write.bystrickaya.ru/glava-2-neskolko-slov-o-romanah-iosif-i-ego-bratya-i-igra-v-biser-tomasa-manna-iosif-i-ego-bratya.html
  • kanikulyi.bystrickaya.ru/vpgluhov-osobennosti-tvorcheskogo-voobrazheniya-u-detej-doshkolnogo-vozrasta-s-obshim-nedorazvitiem-rechi.html
  • shkola.bystrickaya.ru/proektuvannya-ta-rozrobka-zasobami-delphi-5-programnogo-zabezpechennya-avtomatizovane-roboche-msce-menedzhera-chast-3.html
  • paragraf.bystrickaya.ru/za-kurs-polnoj-srednej-shkoli-v-centre-obrazovaniya-1436-v-2007-2008-uchebnom-godu-bilet-1.html
  • nauka.bystrickaya.ru/v-s-korovkin-tuberkulinodiagnostika-i-opredelenie-riska-inficirovannosti.html
  • kontrolnaya.bystrickaya.ru/realizaciya-funkcionalnih-strategij-kontrol-i-korrektirovka-strategij-i-celej.html
  • thescience.bystrickaya.ru/kniga-napisana-prostim-yazikom-ponyatnim-rukovoditelyu-skol-ugodno-visokogo-ranga-i-prednaznachena-kak-shirokomu-krugu-chitatelej-tak-i-predprinimatelyam-upravlencam-ekonomistam-stranica-16.html
  • spur.bystrickaya.ru/malenkie-tajni-vzaimootnoshenij-suprugov-chelovek-ne-odin-sushestvuet-v-etom-mire-kazhdodnevno-stalkivayas-s-drugimi.html
  • uchebnik.bystrickaya.ru/uchebno-metodicheskij-kompleks-disciplini-osnovi-kineziologii-naimenovanie-disciplini.html
  • thesis.bystrickaya.ru/prikaz-ot-egorchenkov-m-a-polozheni-e-o-proverke-vedeniya-uchenicheskih-tetradej-i-oplati-za-proverku-uchenicheskih-tetradej-v-gbou-sosh-440.html
  • exchangerate.bystrickaya.ru/informacionnie-resursi-internet-primenyayushiesya-v-oblasti-prava-i-zakonodatelstva.html
  • abstract.bystrickaya.ru/12soslagatelnoe-naklonenie-istorii-politika-aleksandraiii-istinnoe-stav-bezrassudnoj-veroj-nachinaet-lgat.html
  • uchenik.bystrickaya.ru/godovoj-otchet-zamestitelej-direktora-po-uchebno-vospitatelnoj-i-nauchno-metodicheskoj-rabote-za-2007-2008-uchebnij-god-stranica-3.html
  • literatura.bystrickaya.ru/rossijskie-smi-o-mchs-monitoring-za-4-avgusta-2010-g.html
  • uchitel.bystrickaya.ru/publichnij-otchet-za-2009-2010-uchebnij-god-alekseevka-2010g.html
  • spur.bystrickaya.ru/kursovaya-rabota-po-administrativnomu-pravu.html
  • tests.bystrickaya.ru/konspekt-zanyatiya-po-fizicheskoj-kulture-syuzhetnoe-pohod-v-gori.html
  • © bystrickaya.ru
    Мобильный рефератник - для мобильных людей.