Способ определения анизотропности углеродного материала

СОЮЗ СОВЕТСКИХСС,ИММШЕЕСНииРЕСПУБЛИК д С 01 И 27/22ю" дАИ 1 Ы ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ СТОУ АНИЗОН. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ Й АВТОРСНИУ СВИДЕТЕЛЬ(56) 1. Ощепкова Н.В. Разработка и применение микроскопических метопов для исследования процессов формирования структуры углеграфитовых материалов. Автореф. дисс. М., 1966, с. 10-11.2. Ахметов М.М.и Карпинская Н. Исследование прессовой анизотропности углеродистых порошков.-Сборник трудов БашНИИ, "Исследование остаточных продуктов нефтепереработ ки", вып, ХЧ 1. М., ЦНИИТЭ нефтехим, 1977, с. 87-94, 140-142 (прототип). 801109620 А(54) (57) 1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯТРОПНОСТИ УГЛЕРОДНОГО МАТЕРИ путем истирания его в порошок, ориентации частиц порошка и измерения физического параметра, характеризующего анизотропность, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения анизотропности, порошок смешивают с диэлектрической жидкостью в отношении 1/25 - 1/100, ориентацию частиц осуществляют полем переменного тока напряженностью 1-10 кВ/см, а анизотропность определяют по отношению значений диэлектрических потерьопределенных до и после ориентации Е частиц порошка.2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в качестве диэлектрической жидкости используют трансформаторное масло, Р1 11096Изобретение относится к лабораторным способам анализа углеродных материалов, в частности коксов, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности, цветной и черной металлургии.Известен способ определения оптической анизометрии по отношению размеров зерен кокса во взаимно перпендикулярных направлениях Г 13,Однако необходимость измерения размеров большого количества зерен делает этот метод довольно трудоемким и утомительным.Наиболее близким к предлагаемому является способ определения прессовой анизотропности коксов. Исследуемый углеродный материал истирают в порошок, ориентируют частицы порошка и измеряют физический параметр, характеризующий анизотропность, а именно удельное электросопротивление материала во взаимно перпендикулярных направлениях.Преимуществом известного способа является простота аппаратурного оформления. Использование в качестве образца порошка исследуемого матерна ла исключает случайные ошибки, неизбежные при использовании кускового30 материала, Это очень важно при изу" чении таких неоднородных по своей , структуре объектов, как нефтяной кокс 23.Однако, измеренная по известному способу, величина удельного электро- З 5 сопротивления столбика порошка в большой степени зависит от количества контактов между частицами кокса во взаимно перпендикулярных направлениях, так как в этих местах кокс име 40 ет наивысшее электросопротивление. В свою очередь, количество контактов между частицами во взаимно перпендикулярных направлениях зависит от размера частиц. Это приводит к45 искажению результатов определения электросопротивления.Целью изобретения является повышение точности определения анизотропности углеродного материала.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу определения аниэотропности углеродного материала путем истирания его в порошок, ориентации частиц порошка и 55измерения физического параметра, ха.рактеризующего анизотропиость, порошок смепжвают с диэлектрической жид. 20 1костью в отношении 1/25-1/100,ориентацию частиц осуществляют полем переменного тока напряженностью 1-10 кВ/см, а анизотропность определяют по отношению значений диэлектрических потерь, определенных до ипосле ориентации частиц порошка.Кроме того, в качестве диэлектрической жидкости используют трансформаторное масло.Предлагаемый способ позволяетповысить точность определения анизотропности углеродных материалов засчет более полной и однородной ориентации частиц в жицкой среде.Ориентацию частиц необходимо производить в переменном электрическомполе напряженностью 1-10 кВ/см,поскольку при напряженности меньше1 кВ/см не происходит достаточнойориентации частиц, а при напряженности ) 11 кВ/см происходит пробой.Выбор трансформаторного масла вкачестве диэлектрической жидкостиобусловлен его хорошими диэлектрическими свойствами, удовлетворительной однородностью и стабильностью свойств. Хорошая лиофильность углеродных материалов по отношению к трансформаторному маслу идостаточная вязкость последнего позволяют частичкам углеродного материала продолжительное время (достаточное для проведения анализа)после перемешивания находиться вовзвешенном состоянии.На чертеже представлена принципиальная схема установки, на которойосуществляют определение анизотропности нефтяных коксов по предлагаемому способу.Установка включает высоковольтный трансформатор 1, измерительнуюячейку 2, мост 3 для измерения емкостей и диэлектрических потерь ийереключатели 4 на режим работы"Измерение", "Обработка переменнымэлектрическим полем",П р и м е р 1. В измерительнуюячейку 2 помещают смесь нефтяногококса и обезвоженного трансформаторного масла в соотношении 1:50 помассе. Смесь нефтяной кокс - трансформаторное масло предварительноперемешивают при помощи ультразвукового диспергатора УЗДН. Определяюттангенс диэлектрических потерь4 1109 б 20 Таблица 1 Напряженность переменногоэлектрического поля, кВ/см 4,0 7,0 10 0,2 0,5 8 Р смеси до обработки переменным электрическимполем 380 383 382 380 380 385 385 1Саад смеси после обработкив переменном электрическом 380 421 485 494 494 500 Пробой поле СК У /8 с 1 0 1,10 1 27 1 30 1 30 1 30 рическом поле напряженностью 0,2;0,5 ф 1 ф 4; 7 ф 10 ф 15 кВ/см (8 Ф), перемешивая смесь каждый раз перед обработкой электрическим полем.Цолученные данные приведены в5 табл. 1.Из табл. 1 видно, что наиболее благоприятная область для измерения диэлектрических потерь " напряженность поля 1-10 кВ/см. При такой напряженности электрического поля отношение й 8 У /18 офпрактически постоянно. При напряженности меньше 1 кВ/см не происходит достаточной ориентации частиц (е 8 д"/8 с/"Ъ 1), а при напряженности11 кВ/смроисходит пробой.П р и .м е р 2. Проводят измерение анизотропности нефтяных коксов по предлагаемому способу при различ 1 ных соотношениях нефтяной кокс трансформаторное масло. Готовят смеси нефтяного кокса и трансформаторного масла при их соотношении 1:200;1: 100; 1:50; 1: 25; 1: 10. Тщательноперемещенные смеси помещают в изме-,рительную ячейку, После определенияС 8 с" смеси к измерительной ячейкеподают переменное электрическоеполе напряженностью 10 кВ/см. Через 30 с снимают высокое напряжениеи определяют 18 д" смеси после обработки электрическим полем. В табл.2приведены полученные данные,Из табл. 2 видно, что оптимальным является соотношение нефтянойкокс - диэлектрическая жидкостьот 1:100 до 1:25.В установке для осуществленияпредлагаемого способа использованышироко применяемые серийные приборыИзмерительную ячейку и защиту можно изготовить на любом предприятии.Предлагаемый способ достаточноэкспрессный. Непосредственно дляизмерений достаточно 2-3 мин.1109620 Та бли,ца 2 Соотношение нефтяной кокс -диэлектрическая жидкость(по массе) 1200 1 ф 100 1350 1:25 1:10 й 8 д" смеси до обработки переменным электрическим полем 380 380 382 384 408 418 437 1,10 1,07 1,01 1,14 Составитель Ь,НемцевТехред С.Мигунова, Корректор М.Иаксимишинец Редактор Г.Волкова Заказ 6021/28 Тираж 823 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская иаб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул . Проектная, 4 1 Вд смеси после обработки переменным электрическим полем напряженностью10 кВ Пробой при обра боткеэлектрическим полем