Электропроводный материал

"фц: БРЕТЕНИЯВУ У СВИДЕТЕЛ АВТО РС 2(56) Пугачев Г.А. Технология производстваизделий из электропроводных бетонов. Новосибирск, 1988, с.198,Патент США М 3166518, кл. 252. - 503,1965.(57) Использование: для получения по принципу контактного твердения электропроводного материала, характеризующегося Изобретение относится к электропроводным материалам и может быть использовано для нагревательных изделий специального ,назначения,Известны электропроводные материалы, получаемые на основе портландцемента и электропроводящей добавки, представленной различными углеродистыми продуктами; сажей, графитом и др, - размолотыми продуктами высокотемпературной обработки углей. Недостатками таких материалов являются невысокие прочность и электро. проводность, а также нестабильность электропроводности в результате гидратации цемента.Наиболее близким к предполагаемому по технической сущности и достигаемому результату является злектропроводный материал, содержащий, мас, 7.: 50-75 портландцемента, 0-40 заполнителя, 5 - 30 опилок ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ИСАНИЕ ИЗО повышенной электрической проводимостью и ее стабильностью во времени, пони- . женной средней плотностью. Сущность изобретения: электропроводный материал включает, мас, : шлифовально-доводочный шлам 10 - 70, заполнитель 1-30, гидратированное силикатное вещество нестабильной кристаллической структуры - остальное. Электропроводный материал состава, мас, : шлифовально-доводочный шлам. 32, заполнитель 15, гидратированное силикатное вещество вида 0,8 СаО ЗЮ 2пН 20 53 имеет электрическое сопротивление 510 Омсм; стабильное во времени, среднюю плотность 1,83 кг/см . Изобретение может быть использовано для нагревательных изделий специального назначения. 1 табл,железа, 1 - 3 ацетиленового угля. Недостатками такого материала являются низкие электрическая проводимость и ее стабильность, высокая средняя плотность.Целью изобретения является повышение электрической проводимости и обеспечение ее стабильности, снижение средней плотности материала.Цель достигается тем, что электропроаодный материал, включающий силикатное вяжущее, заполнитель и электропроводный компонент, в качестве силикатного вяжущего содержит гидратированное силикатное вещество нестабильной кристаллической структуры, а в качестве злектропроаодного компонента - шлифовально-доводочный шлам при следующем соотношении компонентов, мас. :Шлифовально-доводочный шлам10Заполнитель 1-3Гидратированноесиликатное вещество нестабильнойкристаллическойструктуры ОстальноеВ известном материале в процессе гидратации портландцемента на поверхности электропроводных частиц, входящих в состав электропроводного материала, образуется гелевидная пленка толщиной 10-20 мкм, уменьшающая количество металлических контактов, обеспечивающих протекание процессов электропереноса, тем самым уменьшая электрическую проводимость и ее стабильность,В предлагаемом материале достижение цели связано с принципом контактного твердения. Процессы структурообразования в заявляемом материале не связаны с гидратацией компонентов, а определяются физическим контактным взаимодействием между гидратированным силикатным веществом и частицами металла с сохранением их химического своеобразия при совместном уплотнении сухой смеси компонентов,В результате этого количество металлических контактов, образующихся при упаковке металлических частиц, остается неизменным, что повышает по сравнению с прототипом электрическую проводимость композита. При длительном хранении материала отсутствие гидратационных процессов исключает изменение электрических свойств композиций,Снижение средней плотности материала достигается тем, что используемые гидравлические силикатные вещества характеризуются более низкими значениями плотности (Горшков В.С., Тимашев В.В., Савельев В.Г. Методы Физико-химического анализа вяжущих веществ. - М.: Высшая школа, 1981. с.335) по сравнению с безводными аналогами, Использование веществ с пониженными значениями истинной плотности обеспечивает снижение средней плотности материалов на их основе,Электропроводный материал, содержащий менее 10 мас.шлифовально-доводочного шлама, характеризуется низкой электрической проводимостью в пределах 10-10 Омсм и практически является диэлектриком, а содержащий более 70 мас, шлифовально-доводочного шлама, имеет низкую структурную прочность. При этом Формовочная смесь теряет свою пластичность, в результате чего, прессование затруднено ввиду повышенной склонности к перепрессовке и трещинообразованию.Э В качестве силикатной составляющейэлектропроводного материала используют силикатные соединейия, получаемые на основе следующих веществ; безводных ве ществ нестабильной кристаллическойструктуры. представленных щелочными, щелочно-щелочноземельными и щелочноэемельными минеральными системами, к ним принадлежат известные вяжущие гид- "0 ратационного твердения, а также побочныепродукты производств типа гранулированных доменных и электротермофосфорных шлаков, нефелиновых шламов, топливных зол от сжигания сланцев и другие вещества, 15 обладающие в дисперсном состоянии контактно-конденсационными свойствами и, кроме того, способные самостоятельно гидратироваться водой с образованием системы водных образований нестабильной 20 структуры; безводных минеральных образований естественного происхождения, представленных гранитом, нефелином, мариуполитом, перлитом, липаритом, базальтом, кремнеземом, спокой, трепелом и т,па 25 также отходами производств; топливнымишлаками и эолами, горелыми породами и т,п., способными вступать во взаимодействие с оксидами щелочных и щелочноземельных металлов с образованием гидросиликатов этих 30 металлов, обладающих контактно-конденсационными свойствами после частичного или полного обезвоживания.В качестве электропроводной составляющей используют шлифовально-доводоч ный шлам (ШДШ), который представляетсобой отход шлифовки металлических иэделий. содержащий в составе твердой части порошок металла с размером частиц не более 300 мкм в количестве 60-70 мас, ф и 40 частицы абразива (в основном представ.ленного оксидами алюминия и кремния) в количестве 30 - 40 мас. , М(идкуа часть составляют компоненты смазочно-охлаждающей жидкости. Влажность шлама после45 фильтрации 40 - 4 бф;.В качестве заполнителя используют любой из традиционно применяемых в бетоноведении заполнителей, Фрикционный состав заполнителя определяется в каждом 50 отдельном случае, исходя из размеров изготавливаемого иэделия, Диэлектрический наполнитель аккумулирует выделяемую в материале тепловую энергию,Технологический процесс получения 55 электропроводного металлосиликатногоматериала состоит из следующих операций; смешения компонентов и Формования методом прессования. Формование осуществляют методом холодного двустороннего прессования в металлических пресс-формах1793479 лее 5 мм, соответствующий ГОСТУ 6139-78,с содержанием окиси кремния (РОр) не менее 98%, содержанием илистых, глинистыхи пылевидных примесей не более 1,5 Образцы-цилиндры электропроводного материала получены двусторонним холодным прессованием сухой смесикомпонентов при давлении 100 МПа, размером 32 х 32 мм.10 Электрическое сопротивление материала измерено на модифицированном моступеременного тока Р 577,Составы сырьевых смесей и результатыиспытаний приведены в таблице,15 Представленные результаты свидетельствуют о том, что полученный злектропроводный материал характеризуется высокойэлектрической проводимостью в пределах10 - 10 Омсм, стабильностью ее значе 20 ний во времени и пониженной среднейплотностью материала в пределах 1,23 -2,54 кг/см по сравнению с прототипом,компонента - шлифовально-доводочныйшлам при следующем соотношении компонентов, мас.;ь:30 Шлифовально-доводочный шлам 10 - 70Заполнитель 1 - 30Гидратированноесиликатное веще 35 ство нестабильнойкристаллическойструктуры Остальное Состав, мас. ,4 Электрическое сопротивление,Ом см15 30 1 15 30 15 30 15 30 32 70 Гидратированный нефелиновыйшлам со шлифованной внутренней поверхностью при давлении не менее 20 УПа, Частички металла под давлением образуют каркас проводимости, а гидратированное силикатное вещество, распределяясь при прессовании, заполняет пространство между ними, создавая конгломерат кластерного строения.С целью демонстрации преимуществ изобретения был изготовлен металлосиликатный электропроводный материал, содержащий в качестве металлической составляющей ШДШ, а в качестве силикатного вещества нестабильной кристаллической структуры дисперсные гидросиликаты кальция (ГСК) состава 0,8 СаОЯ 02 пН 20, природный анальцим состава КагО4902 х х 2 НрО, нефелиновый шлам Ачинского глиноземного комбината при термовлажностной обработке при 90 - 95 С.В качестве заполнителя использован кварцевый песок с размером частиц не боФ о р мул а из о бр ете н ия Электропроводный материал, содержащий силикатное вяжущее, заполнитель и электропроводный компонент, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения электрической проводимости, обеспечения ее стабильности и снижения средней плотности, он в качестве силикатного вяжущего содержит гидратированное силикатное вещество нестабильной кристаллической структуры, а в качестве электропроводного 1,62 1,65 1,70 1,78 1,83 1,90 2,11 2.19 2,231,73 1,76 1,82 30 10 3,7 10 42 10 43 10 5,0 10 з 5,8 10 9,7 10 1,09 10 28 10 4,3 10 50 10 5,6 10 2,9 10 3,710 4,010 42 10 4,9 10 5,9 10 9 7 10 1,09 10 27 10 4,2 10 5,1 10 5,6 10 30 10 3,7 10 4,1 10 4,3 10 5,0 10 5,8 10 9,7 10 1,09 10 2.810 42 10 50 105,6 101793479 32 Гидратированный нефелиновыйшлем 70 Анальцим 10 1,96 2,01 2,04 70 2,08 21,6 Зап е ел ные значен ия ГСК Гидрати рованный нефелиновыйшлем Анальцим 75 1,70 2,58 4,8 10 Значения по и ототип 2,02 10 20 10 Цемент железные 1опилки1уголь - 1железныеопилки голь3,7 10 62 .10 5,0 10 3,1 20 Составитель Р,РуноваТехред М.Моргентал Корректор С.,Юско Редактор Заказ 507 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раущская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 15 30 15 30 1 15 . 30 0,5 35 0;5 35 0,5 35 0,5 35 0,5 35 0,5 35 1,88 1,91 1,96 2,23 2.27 2,54 1,85 1,88 1,23 1,93 1,33 1,48 2,232,411,52 1,67 2,38 2,69 1,55 5,010 58 10 63 10 9,9 10 1,0310 1,2102 5,8 10 6,3 10 72 10 6,5 10 7,3 10 81 10 1,02 10 1,19 10 1,3 10 60 10 89 10 1,2 10 48 10 8,0 10 9,7 10 2,8 10 67 1010 1,2 10 33 10 7,0 10 49 10 58 10 62 10 9,8 10 1,03 10 1,2 10 5,7, 10 62 10 7,0 10 64 10 73 10 8,0 10 1,01 10 12 10 1,3 10 59 10 8,810 1,1 10 4,7 .10 80 .10 96 10 28 10 66 10 98 10 1,2 10 32 10 6,8 1050 105 810 з6,2109,8 101 03 101,2 105,8. 1066,3 107,1 106,4 1 07,3108,1 101,01 101 21021,3 10 5,9 10 89 10 1, 10 48 10 79 10 9,7 10 2,8 . 10 6,710 99 10 1,2 10 ЗЗ 10 6,9 1.0