Автоматизация поиска неисправностей с самонастройкой на оптимальный способ поиска

Препис

1 ИЗВЕСТИЯ ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА им. С. М. КИРОВА Том ЭЛ ЕК ТР ОФ АР Ф ОРО ВЫ Е МАССЫ НА ОСНОВЕ АЛГУЙСКОГО ТАЛЬКА П. Г. УСОВ, Г. Н. ПОПОВА (Представлена научным семинаром кафедры технологии силикатов) Э л е к т р о и з о л я ц и о н н ы е 'кера мич еск ие материалы, содержащие в своем ш их то в ом со ст а ве в к ач еств е основного ком по не нт а т а л ь к б л а г о д а р я вы со ким м ех а н и ч е с к и м и д и э л е к т р и ч е с к и м с в о й с т в а м по л у ч а ю т все б о л ьш е е пр им ен е ни е в э л ект ро- и ра д ио тех ник е. Ср е д и всех видов та л ь к о в о й к е р а м и к и н а и б о л ь ш е е р а с п р о с т р а н е ние по л учи ли ст е а ти т ов ы е м ассы, с о д е р ж а щ и е в своем со с та ве 60 80% т а л ь к а и п р и м е н я е м ы е д л я из го то в л ен ия к а к м а л о г а б а р и т н ы х у с т а н о в о ч н ы х д е та л ей, т а к и кр уп ны х ан тен ны х и з о л я т о р о в ра зл и ч н о й к он ф и гу р а ц и и. И с х о д н ы м с ыр ьем д л я пр о и зв о д с т в а этих из де лий я в л я ю т с я вы с ок о к а ч е с т в е н н ы е т а л ь к и с д о б а в к о й п л а ст и ч н ы х о гн е у п о р ных глин и пл авней. Н а м и и с с л е д о в а л и с ь с т е а ти т ов ы е м асс ы на основе м а л о ж е л е з и с т о го т а л ь к а не д а в н о отк ры то го Ал гу йс ко го м е с т о р о ж д е н и я. Ц е л ь ю и с с л е д о в а н и я я в ил ос ь изу чение за в и с и м о с т и те хн ол оги чес ких и технич еских х а р а к т е р и с т и к с те а ти т о вы х м а с с от ви д а и кол и ч ес т ва вв о д и м ы х в их со ста в пл авней. О д н о в р е м е н н о с т а в и л а с ь з а д а ч а в ы б о р а о п т и м а л ь н ы х составов, ко т ор ые мо гли бы быть р е к о м е н д о в а н ы д л я пр о и зв о д с тв а с т е а ти т ов ы х э л е к т р о и з о л я ц и о н н ы х изделий. В к а ч е с т в е ис ходных м а т е р и а л о в д л я син тез а опы тн ых ма с с и с п о л ь з о в а л и с ь с л е д у ю щ и е виды сырья: т а л ь к Ал гу йс ко го м е с т о р о ж д е н и я, п ри ро д ны й и об ог а щ ен ны й, гл ин а Ч а с о в - я р с к а я ; о б о г а щ е н н ы й тр е х к р а т н о й м агн ит но й с е п а р а ц и е й не фе л ин Г ор яч е го р с к о го м е с т о р о ж д е н и я К р а с н о я р с к о г о к р а я и полевой шп ат. Д а н н ы е хи м иче ско го а н а л и з а ис ходных м а т е р и а л о в п р и в е д е н ы в та бл. 1. Ал гу йс ки й т а л ь к в в о д и л с я в со став мас с в сыро м виде, а т а к ж е после п р е д в а р и т е л ь н о г о о б ж и г а на т е м п е р а т у р у С ы р о й и о б о ж ж е н н ы й та л ьк, а т а к ж е пол евой ш п а т и не фе л ин п о д в е р г а л и с ь предварительному т о н к о м у и зм ел ьч е н и ю в ш а р о в о й м ел ьн иц е до пол ного п р о х о ж д е н и я чере з сито 000 о т в /с м 2. О п ы т н ы е м ас с ы г о то в и л и с ь весовой д о з и р о в к о й и п е р е м е ш и в а л и с ь в при сутствии воды в ш а ровой м е л ьн иц е с к ре м не в ой га льк ой. О б р а з ц ы ф о р м о в а л и с ь п о л у сухим п р е с с о в а н и е м на ручн ом г и д р а в л и ч е с к о м прессе п ри д а в л е н и и 7 к г / с м 2. Все о б ж и г о в ы е х а р а к т е р и с т и к и и м е х а н и ч е с к а я прочность при с ж а т и и о п р е д е л я л и с ь на о б р а з ц а х ц и л и н д р и к а х с д и а м е т р о м, р а в н ы м вы соте = 1 4, мм. Б е л и з н а о п р е д е л я л а с ь на д и с к а х д и а м е т ром 2, см. К о н ф и г у р а ц и я и р а з м е р ы о б р а з ц о в д л я э л е к тр и ч ес ки х ис пы тан ий о тв е ч а л и т р е б о в а н и я м Г О С Т 48 на м а т е р и а л ы «к е р а м иче ски е вы со ко ча сто тн ые». О б ж и г опы тн ых о б р а з ц о в провед ен в ла7

2 б о р а т о р н о й с и л ито вой печи на т е м п е р а т у р ы от 10 д о 1330 С с и н т е р в а л о м и в ы д е р ж к о й при конечной т е м п е р а т у р е 2 часа. Все в р е м я о б ж и г а с о с т а в л я л о 6 9 часов. Таблица 1 Химический состав, в % Fe 2 O 3 CaO SiÜ 2 TiO 2 Название материалов H2O ппп Тальк алгуйский, при родный.. 0,2 0 4,18 68,00 0,78 Тальк алгуйский обога 0,2 щенный 4,4 63,00 6,80,76 Глина Ча сов - ярская 2,46 Полевой шпат.,. Нефелин го рячегорский 0,33 0,02 0,39 26,97 0,4 0,89 0,06 0,14 31,3 1,16 32,38 1,11 0,84 0,63 17,98 0,32 0,9 0,03 29,86 0,61 7,21 0,27 0,18 68,8,91 44,46 P K2O Na2 O Сумма > MgO 0,32 96,14 8,27 3,19 99,47 1,06,39 0,13 Б ы л о и с с л е д о в а н о че т ы ре серии опы тн ых с те а т и т о в ы х масс, с о с т а в к о т о р ы х пр ив е д е н в т а б л. 2*. Таблица 2 Ш ихтовой состав опытных масс, в весовых % Номера масс Исходные материалы 1. Тальк природный сырой 2. Тальк природный, обож женный на Тальк обогащенный сырой 4. Тальк обогащенный, обож женный на Глина Часов-ярская 6. Полевой шпат 7. Нефелин Массы Массы 1 серии Массы 3 серии 2 серии а а * 1 7,,0 2, 1 2,,0 7,0 Массы 4 серии М а с с ы перво й сер ии (1, 2, 3) п р е д н а з н а ч а л и с ь д л я и зу чен ия в л и я н и я с о д е р ж а н и я по л ево го ш п а т а в них на их те х н о л о г и ч е с к и е сво йства. М а с с ы вт оро й с е р и и (4,, 6), в к о т о р ы е в к а ч е с т в е п л а в н е й был вв еде н не ф е л и н в тех ж е ко л ич ест ва х, что и пол ево й ш п а т в м а с с ы I серии, п р е д н а з н а ч а л и с ь д л я и с с л е д о в а н и я в л и я н и я этой з а м е н ы на их свойства. В м а с с а х тре т ье й серии (7, 8, 9) был и с п о л ь з о в а н к о м б и н и р о в а н ный п л а в е н ь с р а з л и ч н ы м с оо тн ош е ни е м п о л е в о г о ш п а т а и н е ф е л и н а. О б щ е е ко л и ч ест во п л а в н я в этих м а с с а х с о х р а н я л о с ь о д и н а к о в ы м, р а в н ым %. Д в е по с л ед ни е м ас с ы 2а и а по с о с т а в у с о о т в е т с т в о в а л и *) Примечание: При выборе ориентировочных составов опытных масс учтены результаты исследований стеатитовых масс на основе онотского талька с щелочно земельными плавнями, проведенных ранее ГИЭКИ [1]. 8

3 м а с с а м 2 и с той л и ш ь ра зн иц е й, что ал гуй оки й п ри ро д ны й та л ьк, с о д е р ж а щ и й з н а ч и т е л ь н о е колич ест во к в а р ц а, был з а м е н е н в них т а л ь ком, о б о г а щ е н н ы м ф л о т а ц и е й и почти полн остью с о о т в е т с т в у ю щ и м по своем у х и м и ч е с к о м у с о с та ву (табл. 2) с о с та ву та л ь к о в о г о м и н е р а л а. Ко л и ч е ст во п л а в н е й в м а с с а х первой и второй серий в а р ь и р о в а л о с ь за счет к о л ич ес т ва о б о ж ж е н н о г о т а л ь к а. Т а л ь к сырой и гл и на во все оп ы т н ы е м а с с ы в в од и ли с ь в о д и н а к о в ы х к о л ич ес т ва х. К е р а м и ч е с к и е сво йс тв а ис с л е д у е м ы х м ас с пр ив е д е ны в та б л. 3. К а к видно из т а б л и ц ы, в с е м а с с ы с п е к а ю т с я в и н т е р в а л е т е м п е р а тур 1300 С. Уве л ич е ни е с о д е р ж а н и я пол евого ш п а т а в м а с с а х перво й серии от до % с н и ж а е т т е м п е р а т у р у с п е к а н и я с 40 до, но у в е л и ч и в а е т при этом у с а д к у из д е ли й п р и о б ж и г е и не с кол ько с н и ж а е т их пр оч нос тн ые х а р а к т е р и с т и к и. Д а л ь н е й ш е е п о в ы ш е н и е к о л и чест ва по л е во го ш п а т а в м а с с а х со ве рш е нн о не це л ес о о б р а зн о, т а к к а к не у л у ч ш а я их техн ол ог ич еск их свойств, оно п р и в о д и т к еще б о л ь ш е м у с н и ж е н и ю прочности при с ж а т и и о б р а з ц о в из этих масс, в ы з ы в а я, о ч е видно, зн а ч и т е л ь н о е у ве л ич ен ие 'количества с т е к л о ф а з ы. И з ма с с в т о рой серии л у ч ш и е тех но л ог ич ес ки е х а р а к т е р и с т и к и зафиксированы у м а с с ы пятой с % не фе л ин а. И н т е р в а л с п е ка н и я ее д о с та то ч н о ш и р о к и й. М а с с а ч е т в е р т а я этой серии, и мея очень уз ки й и н т е р в а л с п е к а н и я, пр и т е м п е р а т у р е 1280 не с п е к а л а с ь ; при т е м п е р а т у р е 1300 о б р а з ц ы из нее д е ф о р м и р о в а л и с ь. У вел ич ен ие с о д е р ж а н и я не ф е л и н а до 1% у х у д ш и л о о б ж и г о в ы е х а р а к т е р и с т и к и массы, сузив и н т е р в а л сп ек а ни я, сн изив прочн ост ь п р и с ж а т и и о б о ж ж е н н ы х о б р а з ц о в и у в е ли чи в их ус а дк у. Ч а с т и ч н а я з а м е н а п о л е в о г о ш п а т а не фе л ин ом (м а с сы 7, 8, 9) о т р и ц а т е л ь н о с к а з а л а с ь н а всех тех но л ог ич еск их х а р а к т е р и с т и к а х. И з трех ма с с этой серии при т е м п е р а т у р е 1280 с пе к л ас ь л и ш ь одна, д е в я т а я м ас с а, с отн ош ен ие м пол евого ш п а т а к н е ф е л и н у 1 : 3, но водоп ог л ощ е н и е ее о с т а в а л о с ь зн а ч и т е л ь н ы м 0,0 1%, ин т е р в а л с пе ка ни я очень узкий, м ен ь ш е, прочность при с ж а т и и спеченных о б р а з ц о в м ен ь ш е 00 к г / с м 2. М а с с ы 2а и а, с о д е р ж а щ и е о б о г а щ е н н ы й та л ь к, с пе к а ю т с я при более вы со кой т е м п е р а т у р е по с р а в н е н и ю с а н а л о г и ч н ы м и м а с с а м и второй и пятой с н е о б о г а щ е н н ы м т а л ь к о м. О б р а з ц ы из м а с с ы 2а и м ел и з н а ч и т е л ь н о более вы с о ку ю прочность по с р а вн е н и ю со второй массой; у м асс ы а н и к а к и х п р е и м у щ е с т в пе ре д а н а ло г и ч н о й ей массой не з а ф и к с и р о в а н о. Н е д о с т а т к о м обеих мас с на основе о б о г а щ е н н о г о т а л ь ка я в л я е т с я очень у з ки й и н т е р в а л с п е ка н и я (около ), что з а т р у д н и т р а б о т у с ними при пр о и зв о д с тв е к р у п н о г а б а р и т н ы х изделий. Т а к и м -образом, из о д и н н а д ц а т и ис с л е д о в а н н ы х ма с с на и б о л е е б л а г о п р и я т н ы м и т е х но л ог и ч ес ки м и х а р а к т е р и с т и к а м и о б л а д а ю т м асс ы 1, 2,. Уч ит ыв а я, что у нас в с тр а не есть опыт по о б ж и г у с т е а т и т о в ы х изд е ли й с у зк им ( 1 ) и н т е р в а л о м сп ека ния, к числу масс, в ы б р а н н ы х д л я более д е т а л ь н о г о ис с л е д о в а н и я, ре ше но отнести и м асс у 2а. Х а р а к т е р с п е к а ния чет ыр е х в ы б р а н н ы х м ас с о т р а ж е н на р и с у н к а х 1, 2. К а к видно из рис. 1, у с а д к а д л я всех м а с с им еет д ов о л ь н о б л и з к и е зна чен ия. Н а и б о л ь шу ю у с а д к у имеет м а с с а с % полевого ш п а т а, н а и м е н ь ш у ю % не фе ли на. Д л я всех ма с с у с а д к а п р о д о л ж а е т н а р а с т а т ь д а ж е и после зн а ч и т е л ь н о г о п е р е г р е в а о б р а з ц о в (30 ) относит ель но т е м п е р а т у р ы сп ека ни я, что с в и д е те л ьс тв уе т о п р о д о л ж а ю щ е м с я у пл о тне нии их. Это п о д т в е р ж д а е т с я и ростом о б ъе м н о г о веса (рис. 2) с перегревом. И с к л ю ч е н и е с о с т а в л я е т толъко м а с с а 2а, у которой с пе р е гр ев о м в ы ш е т е м п е р а т у р ы с п е к а н и я на 30 н а б л ю д а е т с я рост о б р а з ц о в и с ни ж е ни е о б ъе м н о г о веса, хо тя на в о д о по гл ощ е ни и это не о т р а ж а е т с я (рис. 2), 9

4 Таблица 3 Сравнительная таблица керамических свойств опытных масс Номера масс Показатели 1 СВОЙСТВ 1. Температура спека ния в 0C Водопоглощение, в % Объемный вес, г/см 3 3. Интервал спека ния, 0C.... Усадка по диамет ру, 0/ Усадка по высо те, в % Прочность при сжа тии, кг/см Белизна... 2 серия 1 серия Э ,021 0,009 2,31 0,000 2, , 2, не спеклась 3,040 2,23 4 серия 3 серия Г 6 9 2а не спеклась а 1280 не спеклась 0,021 0,03 2,28 2,6 1,61 0,01 0,000 2,24 2, 2,22 2,21 2,34 0,024 2,32 <30 < < < < < 4,80,60 3,2 3,2 3,62 3,2 3,2 3,2 4,92 4,92, 7,0 7,36 4,86 4,92 6,2 4,86 4,82 4,30 6,0 6,

5 Іемпературо обжига. 0C Рис. 1. Зависимость усадки опыт ных масс от температуры обжига 1 усадка по диаметру массы 1; 2то же массы 2; 3то же массы ; 4 то же массы 2 а; усадка по высоте массы 1; 6 то же массы 2 ; 7 то же массы ; 8 то же мас сы 2 а. Температура обжига. T Рис. 2. Зависимость водопоглощения и объемного веса опытных масс от температуры обжига 1 водопоглощение массы 1; 2 то же массы 2 ; 3 то же массы ; 4 то же мас сы 2 а; объемный вес массы 1; 6 то же массы 2; 7 то же мас сы ; 8 то же массы 2 а.

6 очевидно, благодаря значительному остекловыванию поверх ности образцов. У массы 2 наблюдается лишь очень не значительное увеличение вы с от ы при п е р е гр ев е на э вы ш е т е м п е р а т у р ы с п е ка ни я; по д и а м е т р у о б р а з ц ы у м е н ь ш а ю т с я ; о б ъ е м н ы й вес в о з р а с т а е т. П о д м и к р о с к о п о м в ш л и ф а х и з у ч а е м ы х к е р а м и ч е с к и х м а т е р и а л о в ф и к с и р у е т с я т о н к о з е р н и с т а я м ас с а, с л о ж е н н а я з е р н а м и м е т а с и л и к а т а м а г н и я р а з м е р о м 1 2 м и к р о н а и с тек ло м. С у м м а р н ы й п о к а з а т е л ь п р е л о м л е н и я этих а г р е г а т о в я ср 1, ,00. Б о л е е к р у п ные з е р н а с и л и к а т а м а г н и я, р а з м е р о м 7 м и к р о н и м ею т пср 1,66, что б л и з к о со от в ет с тв у е т к л и н о э н с та ти т у. В с т р е ч а ю т с я з е р н а к в а р ц а, с о с т а в л я ю щ и е око л о 1%, и ед ин ич ны е з е р н а п 1,29, что п р и б л и з и те л ьн о со отв ет с тв уе т к ор д ие ри ту. П о р ы изо м етр ич но й, р е ж е п р а в и л ь н о й ф о р м ы, р а з м е р о м 0,01 0,0 мм с о с т а в л я ю т 3 % всей п л о щ а д и ш л и фов. Д и э л е к т р и ч е с к и е с во йс тв а и з у ч а е м ы х м а т е р и а л о в х а р а к т е р и з у ю т ся с л е д у ю щ и м и ве л и ч и н а м и : д и э л е к т р и ч е с к а я п р о н и ц а е м о с т ь е 4,6,3; т а н г е н с у г л а д и э л е к т р и ч е с к и х п о тер ь в н о р м а л ь н ы х условиях 60 0 * IO4; у д е л ь н о е о б ъ е м н о е с о п р о т и в л е н и е IO13 IO14 ом.*см; э л е к т р и ч е с к а я пр оч но сть E KB мм Выводы 1. О п т и м а л ь н ы м и м а с с а м и д л я п р о и з в о д с т в а с т е а ти т о во г о э л е к т р о ф а р ф о р а на основе а л г у й с к о г о т а л ь к а со щ е л о ч н ы м п л а в н е м я в л я ю т с я мас сы, с о д е р ж а щ и е в с вое м ш и х то в о м с о с т а в е % Ч а с о в я р с к о й гл ины; 2 0 % с ыро го п р и р о д н о г о или о б о г а щ е н н о г о а л г у й с к о г о т а л ь к а ; % ал г у й ск о го т а л ь к а ( пр ир од но го или о б о г а щ е н н о г о ), о б о ж ж е н н о г о при т е м п е р а т у р е ; % п о л е в о г о ш п а т а или % нефелина., 2. У к а з а н н ы е с т е а т и т о в ы е э л е к т р о и з о л я ц и о н н ы е м а с с ы з н а ч и т е л ь н о п р е в о с х о д я т об ыч ны й э л е к т р о ф а р ф о р по д и э л е к т р и ч е с к и м с во й с т в а м, не у с т у п а я е м у по прочности. С л е д о в а т е л ь н о, д е ш е в ы й а л г у й с к и й т а л ь к, очевидно, м о ж е т з а м е нить т р а д и ц и о н н о е, зачастую дорогостоящее гл и н о з е м и с т о е с ыр ье в п р о и з в о д с т в е э л е к т р о ф а р ф о р а и у л у ч ш и т ь к а ч ес тв о в ы п у с к а е м о й п ро ду кц ии. ЛИТЕРАТУРА 1. В. Г. А в е т и к о в, Г. В. Б е л и н с к а я, Э. И. 3 и н ь к о. Исследование свойств пластичных стеатитовых масс для производства изоляторов. Труды Государ ственного исследовательского электрокерамического института, вып. 1, Госэнергоиздат, M Л, 928, 196.