Способ изготовления заготовок резистивных элементов из электропроводного бетона

( 9) ( ) 0 х ЕТЕНИЯ Ю%аааа аа ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ОПИСАНИЕ ИЗОБР К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТ(54) (57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗА ОТОВОК РЕЗИСТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ИЗЭЛЕКТРОПРОВОДНОГО БЕТОНА, включающий Формовку, гидротермальную обработку н сушку заготовок, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения надешности в работе, послоперации сушки заготовки засыпаютпорошком термообработанного углеродистого материала, например антрацита, и осуществляют термообработкузаготовок при 350-600 С в течение1-40 ч.35 Изобретение относится к электротехнике, в частности к способамизготовления композиционных резисторов на основе минеральных вяжущихвеществ, например цемента, жидкого 5стекла и др.Цель изобретения " повышение надежности в работе резисторов путемповышения удельной рассеиваемойэнергии, напряжения перекрытия истабильности электрических характеристик,Толщина засыпки должна быть неменее 15 мм, чтобы обеспечить предотвращение свободного доступа воздуха и достаточное количество углекислого газа.Повышение удельной рассеиваемойэнергии, нагряжения перекрытия истабильности электрического сопротив ления достигается за счет того, чтопри 350-600 С происходит необратимоеоудаление воды, освободившейся приразложении соединений цементногокамня,25Засыпка изделий порошком из антрацита и исключение свободного доступа воздуха к ним предотвращает выгорание токопроводящей фазы и протекание окислительных процессов, свойственных данной температуре. При этомраскаленный антрацит и образующаясясвободная двуокись углерода способствует переходу неустойчивых соединений продуктов дегидратации цементного камня в новые, устойчивые,нерастворимые в воде.физико-технические процессы,происходящие в электропроводномбетоне при его термообработке в 40углеродной засыпке, заключаются вследующем,При нагреве печи, в которой находятся заготовки резистивных элементов, засыпанные порошком из антра 45цита, происходит значительное отставание температуры изделия от температуры печи и засыпки.В начальный период нагрева из изделия и засыпки выделяется частично воздух, который покидает контейнер, так как в последнем создаетсяизбыточное давление.При дальнейшем нагреве порошокдостигает температуры, при которой 55нроисходит выделение газов СО и С 02в то время как изделие еще находится при более низкой температуре,Образовавшиеся в порошке газы СО и С 02 проникают через поры заготовки в ее центральную часть благодаря наличию градиента температуры и тем самым способствуют прохождению карбонизации во всем объеме заготовки резистивного элемента.СО +Са(ОН) ---- Сас 03+К О.2 2 3 2Возможность термообработки при столь высокой температуре приводит к дегидратации некоторых неустойчивых соединенийЗСаО А 1209 ЗсаБ 04 31 Н 20 и Сая 04 2 Н 20 ----- Сая 04 0,5 Е 20 + +1,5 Н 2 О.Освободившаяся вода способствует дальнейшей гидратации непрореагировавших цементных частиц.Таким образом при высокотемпературной обработке в порошке иэ антрацита происходят следующие процессы:удаление воды иэ микрокапилляров( физически связанная вода ), геляи части физико-химически связанной воды,дегидратация сульфосодержащихи гидроалюминатных фаз (полная дегидратация Сао А 203 ЗСа 804 31 Н 20,полностью дегидратирует при 250400 С);дегидратация Са(ОН)2 должна начаться при 350-500 С.Са(ОН) ---- СаО+Н 0-15 5 ккал2 фСаО+С 02- --- Сас 05или Са(ОБ) +СО -- -СаСО +Н 02 Э 2 фосвободившаяся вода от дегидратации вступает в реакцию с цементом;карбониэация Са (ОН)2+С 02 - Сас 05++Н 0 (наличие процесса карбониза 2ции подтверждает результаты термовесового анализа;концентрация цементного камня,способствующая сближению углеродистых частиц и улучшению их контактов,что приводит к снижению электрического сопротивления.Предлагаемый способ изготовлениязаготовок резистивных элементов проверен экспериментально на образцах,изготовленных на основе портландцемента и имевших удельное электрическое сопротивление 50 и 175 Ом.см.Изготовление образцов производится следующим способом.Вначале сухие компоненты смесиперемешиваются 15 мин в смесителе,Параметрырезистивныхэлементов Удельное электрическоесопротивление, Ом см 175 Извест- Предный лагаемый 1 способ Пред.лагаемыйспособ Известный Удельная рассеиваемая энергия,Д/с 430 525 420 560 Предельное напряжение перекрытия,В/см 640 800 620 695 Изменениеэл. сопротивленияпосле20 импульсов наггрузки, 7. 5,7 13,5 6,5 3 1 потом добавляется вода и смесь перемешивается еще 5 мин, после чего из нее формуются заготовки прессованием с усилием 250 кГс/см . За 2готовки выдерживаются при комнатной температуре в течение 20 ч, а затем пропариваются при 98 С в течение 6 ч. После пропарки заготовки помещаются в специальный контейнер, засыпаются со всех сторон слоем 20 мм обожженного антрацита с размером частиц 0,1-2,0 мм и помещаются в печь, где они сушатся приф250 С в. течение 6 ч, а затем контейДанные таблицы показывают, что предлагаемый способ изготовления позволяет значительно повысить характеристики резистивных элементов, повысить рассеиваемую энергию на 20-307, а напряжение перекрытия - на 12-253. Кроме того, повышается стабильность электрических характеристик, выражающаяся в том, что в процессе высоковольтных испытаний резистивные элементы, изготовленные по известному способу, после 20 импульсов нагрузок изменяют электрическое сопротивление на 13-13,5 Х,190420 4нер закрывается крышкой и температура поднимается до 500 С. При этойтемпературе заготовки выдерживаютсяв течение 4 ч, после чего они охпаждаются вместе с печью. Результаты испытаний резистивныхэлементов, изготовленных по предлагаемому и известному способам, приве О. дены в таблице.Время приложения электрическойнагрузки для заготовок с у =50 0 м см1составляет 0,04 с, а для заготовок с р =15 Ом см 0,2 с. 45 а образцы, изготовленные по предлагаемому способу - только на 5,7-6,53.Контрольные измерения показали,что изменение электрического сопротивления электропроводного бетона 50 в центральной части изделия и наего поверхности в результате термообработки в порошке иэ антрацитаодинаково. 55 Технико-экономический эффект от предлагаемого способа заключается в том, что его применение позволяет уменьшить габариты резистивных1190420 Составитель Ю. ВолковРедактор Л. Зайцева Техред О.Неце Корректор В. Гирняк Заказ 6996/54 Тираж 678 . ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 элементов, что ведет к экономии элек; тропроводного бетона фарфора, металлической арматуры и других материалов, идущих на их изготовление, примерно на 12-303.Кроме того, он повышает надежность , а следовательно, и срок службы резистивных элементов.Предлагаемый способ можно рекомендовать не только для обработки заготовок резистивных элементов, но и для обработки заготовок резистивных нагревательныхэлементов.