Композиционный электропроводный материал

(51)5 Н 0 ИЗОБР ПИСАН ЕНИ К едовательский арин о ССС ,С 04 1/30. Л Е КТРОПРО к электротехни но в строитель ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР СКОМУ СВИДЕТЕЛЬС. 1972. 54) КОМПОЗИЦИОННЫЙВОДНЫЙ МАТЕРИАЛ57 Изобретение относитсяе и может быть использов Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике производства неорганических композиционных электро- проводных материалов, используемых в виде штучных изделий или заливочных компаундов, применяемых, в частности,.для изготовления на их основе строительных йзделий, растворов и бетонов, экранирующих электромагнитное излучение, а также мощных объемных резисторов, заземлителей сложной конфигурации и низковольтных нагревательных элементов,Известен резистивный материал, содержащий неорганическое связующее (портландцемент), углеродный компонент (технический углерод), диэлектрический наполнитель (кварцевый песок) и воду.Недостатком материала является невозможность достижения высоких значений стве для экранирования электромагнитного излучения, в производстве резисторов и заземлителей. Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности изделий на основе композиционного электропроводного материала путем увеличения электропроводности при сохранении высокой механической прочности, повышение температуры нагрева и расширение технологических возможностей при изготовлении. Композиционный электропроводный материал, состоящий из пиритных огарков, графита и ортофосфорной кислоты, имеет электропроводность до 2320 См/м и механическую прочность до 74 МПа. 1 табл,электропроводности, если диэлектрический наполнитель вводится путем уменьшения содержания электропроводного компонента. Если вводится. диэлектрический наполнитель путем уменьшения содержания связующего, то падает механическая прочность,Наиболее близкая к изобретению является сырьевая смесь для изготовления электропроводного бетойа, включающая неорганическое связующее (портландцемент), углеродный компонент(смесь кокса и технического углерода) и воду,Этот материал имеет следующие недостатки; невозможность достижения электропроводности выше 10 См/м и ри сохранении высокой механической прочности, низкая предельная температура нагрева, невозможность изготовления материала20 25 Использование связующего с химическим механизмом твердения позволяет повысить допустимую температуру нагрева.Образующиеся прочные структуры сохраняют ето качество при нагревании до предельно-высоких температур, до 800 С,Графит по сравнению с другими углеродными материалами имеет более высокоезначение электро- и теплопроводности,35 40 45 50 со стабильными свойствами по пластичной технологии,Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности изделий путем увеличения электропроводности при сохранении высокой механической прочности, повышение температуры нагрева и расширение технологических возможностей при изготовлении.Поставленная цель достигается тем, что материал содержит в качестве неорганического связующего железофосфатное связующее в виде смеси оксида железа и ортофосфорной кислоты, а в качестве углеродного компонента - графит с размерами частиц менее 40 мкм при следующем соотношении компонентов, мас.о:Оксид железа 10,9 -71,7 Графит с размерамичастиц менее 40 мкм 2 7 - 49,5 Ортофосфорная кислота 15,8 - 50,7 Положительный эффект обуславливает.ся совокупностью как высоких индивидуальных свойств отдельных компонентов смеси и характерными особенностями смеси именно этих компонентов. температуры начала окисления, он инертенк ортофосфорной кислоте. Скорость окисления графита в присутствии фосфорсодержащих веществ уменьшается,Реологические и физико-химическиесвойства смеси позволяют получать материал с высокой электропроводностью даже при относительно низкой концентрации проводника как по технологии полусухого прессования, так и пластичным формированием. Значительная механическая прочность композита обуславливается высокой энергией связи частиц связующего, присущей веществам с химическим механизмом твердения, стабильной в широком диапазоне температур, отсутствием воды в качестве жидкости затворения (по сравнению с цементом с гидратационным механизмом твердения), а также малыми размерами ча 51015 стиц графита, что ослабляет негативное действие его слоистой микроструктуры.Составы и свойства композиционного электропроводного материала, изготовленного прессованием и трамбованием, а также свойства материала по прототипу приведены в таблицеКаждый состав получали перемешиванием сухих компонентов, а затем перемешиванием с ортофосфорной кислотой с последующим уплотнением и термообработкой.Сравнение свойств предлагаемого и известного материалов показало, что электропроводность предлагаемого при равных или близких значениях объемной концентрации проводника значительно выше, чем у известного. А в тех составах, где значения электропроводности близки, механическая прочность предлагаемого существенно больше, Совокупность свойств компонентов и свойств смеси именно этих компонентов обеспечило предлагаемому материалу более высокую предельную температуру кратковременного. нагрева, чем у известного материала.Изобретение позволяет изготавливать штучные строительные изделия, растворы и бетоны, экранирующие электромагнитное излучение, мощные обьемные резисторы различного назначения, заземлители сложной конфигурации из пластичной смеси, низковольтные нагревательные элементы,Формула изобретения Композиционный электропроводный материал, содержащий неорганическое связующее и углеродный наполнитель, о тл и ча ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности изделий на его основе путем увеличения электропроводности при сохранении высокой механической, прочности, повышения температуры нагрева и расширения технологических возможностей при изготовлении, он содержит в качестве связующего железофосфатное связующее в виде смеси пиритных огарков и ортофосфорной кислоты, а в качестве углеродного наполнителя - ,графит с размерами частиц менее 40 мкм при следующем соотношении компонентов, мас,;Пиритные огарки 35,9 - 82,2 Графит с размерамичастиц менее 40 мкм 3,2 - 38,0 Ортофосфорная кислота 9,4 - 51,3- сч сч мр т ав в в еО О О ОООО 1 1ФХ 3Э еоЕ ХоФаоеср Е а) Э О 3" 3 3(е - с ае еэ а Х С ( 1 1 фс 1 Ф 1 сС 1 Фа ( 3 1 1 1 3 1 1 1 1 1 1 11 3 с) 1 2 1 у 1 Я с.р мсч сч сч сэ мЧОО( -З сЭ сч РР -1 ЛЛ сч) 11,рОеа ссха Ф1" ЕС Х й - Хе о СЭ Ю сч моо 11 Е 1 ф о1 Ее аФ 11 3" о алв вааа Ф сч сч сч сч мро Юъв мою СЧ (Ч елмов в е)Э е)Рв в о а.о оо во а а ва 3 У(1е м1 ооо ааа 1 Х11о с-:ч в1 ф 1й 1 Х 1 11 1 1 11 (1 1 1) 1 счамоОМ а МСЧ (Ч (Ч .) О Ч л ). -.юлооо о сч сч сч мрвООООООООО ц( Ф а 1 С: 1 а м а в ол оооо сч 1в е вОООООО