Материаловедение для помощников машиниста электровоза (стр. 10 )

Высушенные  фарфоровые  изделия  покрывают  жидкой  глазурной  суспензией (глазурью), состав  которой  отличается  от  состава  жидкой  фарфоровой  массы  большим  содержанием  стеклообразующих  компонентов (кварца, полевого  шпата, доломита  и  др.). В  цвет  глазури  вводят  красители – хромистый  железняк, пиролюзит  и  др.

При  обжиге  электрофарфоровых  изделий  слой  глазури  плавится, создавая  на  их  поверхности  ровное  стекловидное  покрытие. Глазурь  повышает  механическую  прочность  изоляторов, делает  их  стойкими  к  влаге  и  атмосферным  загрязнениям. Цветные  глазури  служат  также  для  маркировки  изоляторов.

Термическую  обработку – обжиг  изоляторов – производят  в  туннельных  печах  непрерывного  действия, которые  и  отличаются  высокой  производительностью. Высушенные  и  покрытые  глазурной  суспензией  изоляторы, установленные  на  специальные  вагонетки, перемещаются  в  туннели  печи, последовательно  происходят  зоны  подогрева, обжига  и  охлаждения  с  заданными  температурами. При  выходе  из  печи  они  представляют  собой  готовые  электрокерамические  изделия. При  обжиге  электрокерамических  изделий  пламя  и  газы  не  должны  непосредственно  действовать  на  них, поэтому  изоляторы  и  другие  изделия  помещают  в  огнеупорные  капсели, которые  представляют  собой  круглые  коробки  из  огнеупорной  керамической  массы.

Полученные  после  обжига  электрокерамические  изделия  подвергают  механическим  и  электрическим  испытаниям, отбраковывая  дефектные  изделия.

2.СТЕАТИТ  отличается  от  электрофарфора  повышенной  механической  прочностью  и  лучшими  электрическими  характеристиками. Стеатитовые  электроизоляционные  изделия  могут  работать  при  температурах  до  250  градусов, существенно  не  изменяя  своих  электрических  характеристик. У  изделий  же  из  электротехнического  фарфора  наблюдается  резкое  ухудшение  электрических  характеристик, начиная  от  100  градусов  и  выше. Стеатит – материал  более  дорогой, чем  электрофарфор, так  как  для  его  изготовления  используется  более  дорогое  сырьё.

Исходные  стеатитовые  массы  изготовляют  на  основе  природного  минерала – талька  и  углекислого  бария  или  углекислого  кальция. Для  обеспечения  пластичности  в  стеатитовые  массы  вводят  15 – 20%  глинистых  веществ (бентонитовые  и  другие  глины). Для  стеатитов  применяют  наиболее  чистые  сорта  природного  талькового  камня  с  содержанием  оксидов  железа  не  более  0,5%. Приготовление  исходных  стеатитовых  пластических  масс  не  отличается  от  приготовления  электрофарфоровых.

Из  пластичной  стеатитовой  массы  изготовляют  стеатитовые  изоляторы  и  электроизоляционные  изделия  методом  прессования  в  гипсовых  формах.

Наиболее  широко  распространён  метод  горячего  литья  под  давлением  стеатитовых  изделий  на  парафиновом  связующем (парафиновая  связка). По  этой  технологии  вначале  получают,  так  называемый  стеатитовый  спек – частицы  стеатитовой  массы, прошедшие  предварительный  обжиг  в  печи, которые  затем  измельчают.

Очищенный  порошок  помещают  в  шаровую  мельницу  с  электрическим  обогревом, куда  также  загружают  8 – 16%  парафина, 0,6 – 0,8%  олеиновой  кислоты  и  мелящие  тела (стеатитовые  шары). Мельницу  нагревают  до  90  градусов  и, закрыв  люк, пускают. При  этом  происходит  тонкий  помол  стеатитового  порошка  и  смешение  его  с  расплавленным  парафином. Обычно  в  этой  же  шаровой  мельнице  литейная  стеатитовая  масса  для  улучшения  литейных  качеств  подвергается  вакуумированию. Приготовленная  литейная  масса  поступает  в  рабочие  баки  литейных  аппаратов, а  оттуда  под  давлением  3 – 8  атмосфер – в  стальные  формы.

Этим  методом  изготовляют  для  электрических  аппаратов  и  приборов  изделия  сложного  профиля.

Для  удаления  из  отлитых  изделий  парафина  их  помещают  в  огнеупорные  коробки – капсели, заполняя  свободное  пространство  порошком  глинозёма. Капсели  с  изделиями  плавно  нагревают  до  800  градусов  и  выдерживают  при  этой  температуре. Парафин, удаляя  из  отлитых  изделий, впитывается  порошком  глинозёма.

Затем  изделия  подвергают  обжигу  в  печах  при  конечной  температуре  1280 – 1350  градусов. Стеатитовые  изделия, полученные  методом  горячего  литья  под  давлением, имеют  плотную  и  гладкую  поверхность. Наименьшей  объёмной  усадкой (5%) обладают  изделия, изготовляемые  из  литейной  массы, в  которую  предварительно  вводят  обожжённые  минералы, составляющие  исходную  стеатитовую  массу (стеатитовый  спек). Основу  стеатита  составляют  кристаллы  клиноэнстатита, которых  в  нём  содержится  около  70%, а  остальные  30% - стекло.

3.АСБЕСТ (горный  лён) представляет  собой  природный  минерал, характерным  свойством  которого  является  волокнистое  строение. Волокна  асбеста  легко  расщепляются  на  тонкие  отдельные  волоски  диаметром  в  тысячные  доли  миллиметра  и  длиной  до  нескольких  сантиметров. Для  изготовления  различных  электроизоляционных  материалов (бумаги, пряжи, ленты, картона) используют  преимущественно  хризотиловый  асбест, представляющий  собой  силикат  магния.

Волокна  асбеста  не  впитывают  воду, но  покрываются  водяной  плёнкой. В  результате  гигроскопичности  асбеста  и  наличия  в  нём  различных  примесей  электрические  свойства  асбестовых  материалов (асбестовые  бумаги  и  ткани) невысокие. Пробивное  напряжение  1 – 2 МВ/метр.

Основные  характеристики  асбеста: плотность  2500кг/кубический  метр; разрушающее  напряжение  при  растяжении  30 – 40 МПа (300 – 400  атмосфер). Достоинством  асбеста  является  его  высокая  нагревостойкость  и  негорючесть. При  температуре  около  1450  градусов  асбест  плавится. Рабочая  температура  асбеста  450  градусов. При  температуре  выше  450  градусов  из  асбеста  начинает  удаляться  химически  связанная  вода  и  волокна  его  теряют  механическую  прочность.

Из  асбестовых  волокон  изготовляют  электроизоляционную  бумагу  толщиной  0,2 – 1 мм  и  картоны  толщиной  2 – 10 мм. Для  повышения  механической  прочности  асбестовой  бумаги  в  неё  вводят  небольшое  количество  хлопчатобумажного  волокна. Кроме  того, выпускают  бумаги, состоящие  только  из  волокон  асбеста, что  обеспечивает  высокую  нагревостойкость. Влагопоглощение  асбестовых  бумаг  и  картонов  3 – 4%  за  24  часа.

Из  асбестовой  пряжи  изготовляют  асбестовые  ткани  толщиной  1,6 – 2,9 мм  и  ленты. Асбестовые  ленты  полотняного  переплетения, изготовляемые  из  пряжи, в  которой  содержится  около  30%  хлопчатобумажных  волокон, введённых  для  повышения  механической  прочности, имеют  толщину  0,4 – 0,6 мм  и  ширину  20 – 30 мм. Они  служат  для  изоляции  катушек  полюсов  и  секций  обмоток  электрических  машин  высокого  напряжения. Там  же  находят  применение  ленты  из  железистого  асбеста, содержащие  около  8%  оксидов  железа. Удельное  объёмное  сопротивление  таких  лент  поэтому  сильно  понижено (1000 – 10000  Ом. м). эти  ленты  применяют  для  выравнивания  электрического  поля  на  частях  обмоток, выходящих  из  пазов  сердечника  статора, где  наблюдается  концентрация  силовых  линий  электрического  поля, что  может  вызвать  пробой  изоляции  обмоток.