Поиск по сайту
Начало >> Книги >> Архивы >> Высоконагревостойкая электрическая изоляция

Материалы на основе синтетических фторфлогопитов - Высоконагревостойкая электрическая изоляция

Оглавление
Высоконагревостойкая электрическая изоляция
Введение
Материалы на основе природных слюд
Гибкие, формовочные и прокладочные материалы из природных слюд
Исследование свойств материалов из природных слюд
Электрические свойства природного фторфлогопита
Материалы на основе синтетических фторфлогопитов
Превращения в материалах на основе фторфлогопита под воздействием высокой температуры
Гибкие, формовочные и прокладочные фторфлогопитовые материалы
Исследование свойств материалов из фторфлогопита
Свойства формовочных и прокладочных материалов из фторфлогопита
Исследование свойств материалов на основе титансодержащего фторфлогопита
Пропиточные составы
Пропиточные составы на основе кремнийорганических связующих
Исследование свойств пропиточных составов при высоких температурах в разных средах
Свойства пропиточного состава на основе олигометилсилоксана, наполненного алундом
Покрытия
Органосиликатные, металлофосфатные и стеклокерамические покрытия
Исследования свойств покрытий
Свойства стеклокерамических покрытий
Заливочные компаунды
Фосфатные, органосиликатные и кремнийорганические заливочные компаунды и герметики
Исследование свойств заливочных компаундов
Свойства алюмосиликатфосфатных компаундов
Слоистые и композиционные пластики
Слоистые пластики на основе асбеста, стеклоткани и слюды
Исследование свойств слоистых пластиков при высоких температурах
Свойства слоистых пластиков на основе алюмофосфатов и стеклоткани или асбеста
Свойства слоистых пластиков на основе полиалюмоорганосилоксана и слюдопластовой бумаги
Свойства слоистых пластиков на основе фосфатов и нитевидных кристаллов
Композиционные пластики
Стекла
Стекла, микалексы и ситаллы
Исследование свойств стекол и материалов на их основе
Свойства новомикалексов
Свойства слюдоситаллов
Керамика из тугоплавких оксидов
Корундовая, периклазовая, бериллиевая, циркониевая керамика
Исследование свойств корундовых керамических материалов
Материалы из тугоплавких безоксидных соединений
Исследование свойств пиролитического нитрида бора при высоких температурах
Изоляция проводов
Изоляция проводов со стекловолокнистой изоляцией
Взаимодействие между проводниковыми и электроизоляционными материалами под воздействием высокой температуры
Исследование свойств изоляции проводов при высоких температурах
Свойства стекловолокнистой изоляции проводов
Системы электрической изоляции высокой нагревостойкости
Системы изоляции высоковольтного оборудования высокой нагревостойкости
Применение изоляции высокой нагревостойкости в электротехническом оборудовании
Применение изоляции высокой нагревостойкости в генераторах и трансформаторах
Применение изоляции высокой нагревостойкости в электромагнитных насосах
Применение изоляции высокой нагревостойкости в МГД машинах
Применение изоляции высокой нагревостойкости в тензорезисторах
Применение изоляции высокой нагревостойкости в электротермическом оборудовании
Заключение, литература

Глава вторая
МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ СИНТЕТИЧЕСКИХ ФТОРФЛОГОПИТОВ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Неорганические материалы из природных слюд (мусковита или флогопита) и кремнийорганических или фосфатных связующих обладают удовлетворительными свойствами и могут длительно работать при температурах 600 700 С [1]. При более высоких температурах природные слюды полностью дегидратируются, их кристаллическая структура разрушается, что приводит к резкому снижению механических и электрофизических свойств и исключает их практическое использование. Синтетическая слюда фторфлогопит в отличие от природных слюд имеет более высокую нагревостойкость. Эта слюда не содержит в своей структуре гидроксильных групп, которые полностью замещены фтором, что обеспечивает высокую нагревостойкость (1000 °С), прозрачность в широком интервале спектра, низкое газоотделение при высоких температурах в вакууме, высокие электрические свойства, химическую и радиационную стойкость.
Исследования р, tgδ и ег синтетического нормального фтор- флогопита показали явное преимущество этой слюды перед природными слюдами. Высокие электрические свойства нормального фтор- флогопита в широком диапазоне температур явились предпосылкой для получения на его основе электроизоляционных материалов, способных работать при температурах выше 600—700 °С (1,2]. В последние годы получены и исследованы новые миканиты и слюдопласты на основе нормального и титансодержащего фторфлогопитов с более простой технологией получения.
Ниже рассмотрены химические процессы и структурные превращения, протекающие под воздействием высоких температур в синтетической слюде фторфлогопит и в композициях фторфлогопит — фосфатные связующие, фторфлогопит — кремнийорганическое связующее.
Проведены рентгеновское изучение [8] и масс-спектрометрические исследования термической стойкости [9] различных синтетических фторфлогопитов.

ТЕРМИЧЕСКАЯ СТОЙКОСТЬ СИНТЕТИЧЕСКИХ ФТОРФЛОГОПИТОВ

Масс-спектрометрическим методом определены температуры начала разложения образцов различных синтетических фторфлогопитов (табл. 2.1), состав и давление пара над образцами, температуры начала выделения отдельных компонентов пара [9]. Все образцы исследованы в виде мелкодисперсных фракций (порошков) с размерами частиц 0,4—1 мм, приготовленных путем измельчения пластин синтетических слюд, полученных при спонтанной кристаллизации. Для сравнения исследованы также монокристаллические образцы нормального фторфлогопита в виде пластин диаметром 8 мм, толщиной 30-60 мкм. Наиболее термически стойкими оказались образцы бариевого фторфлогопита, наименее стойкими — образцы нормального фторфлогопита (табл. 2.2).

Таблица 2.1. Некоторые свойства кристаллов синтетических фторфлогопитов

Фторфлогопит

Температура плавления, °С

Плотность,
кг/м3

Цвет

Твердость,
МПа

Нормальный

1375+5

2870

Бесцветный

1360

Титановый

1380 ±5

2870

Сине-голубой

1170

Ванадиевый

1375 ±5

2880

Желто-коричневый

1300

Бариевый

1480+10

3410

Бесцветный

2450

Барий-литиевый

1385 ±5

3100

Желтоватый

1400

Таблица 2.2. Температура, °С, начала появления ионов соответствующих молекулярных форм в масс-спектрах различных слюд


Фторфлогопит

LiF

Na(NaF) KF

BaF

SiF4

Молекулярная AlF з форма не определена

Нормальный

1025 ±25*

Порошки 975 +25 8 60±10**

 

960±10

975+25 870±10

Титановый

1000*

1050* 900±10**

-

1000

1000 1000

Ванадиевый

1000*

950* 880±10**

 

950

950 950

Бариевый

1000*

1050* 1000*

1200

920±10**

1025 ±25 1050

Барий-литневый

900±10

1000 880±10**

1200

900±10

1000 1000

Нормальный

1100*

Пластины 1050* 890±10**

 

980

 

* Обусловлены примесями к исходной шихте при синтезе кристаллов. **Температуры начала термического разложения.

Начало разложения нормального фторфлогопита происходит при 860 ±10 С и выделяется калий (К, KF) — межслоевой катион наименее прочно связанный в структуре слюды. Затем при 960±10 °С начинают фиксироваться ионные токи, соответствующие SiF4, выше 950— 1000 °С — токи, соответствующие AlF3 и в незначительном количестве — примесям (Na, NaF, LiF) и неидентифицированным соединениям.
В бариевом фторфлотопите отсутствует калий, а барий более прочно связан в структуре. Его разложение определяется температурой начала выхода SiF4 выше 920 °С. Появление AlF3, примесей калия, натрия, лития фиксируется при температурах выше 1000—1050° С. Барий (BaF2) обнаружен при температуре выше 1200°С.
Таблица 2.3. Давление пара, Па, над образцами в зависимости от температуры


Фторфлогопит

Температура, °С

1000

1100

1200

1300

1500

Бариевый

0,013

0,053

0,133

1,33

40

Титановый

0,093

0,8

4

 

Ванадиевый

0,27

1,33

9,3

-

Нормальный

0,53

6,7

26,7

-

-

Нормальный

0,04

0,53

6,7

-

-

Примечание. Данные приведены для порошка, в последней строке таблицы - для пластины.

Барий-литиевый фторфлогопит начинает диссоциировать практически при той же температуре, что и нормальный фторфлогопит (880 °С), но по суммарному количеству выделяющихся газов с увеличением температуры начинает превосходить его. Несколько меньше суммарное газовыделение у ванадиевого фторфлогопита, а начало разложения также приходится на .880 °С. Еще выше термическая стойкость титанового фторфлогопита: начало диссоциации — около 900 °С, и суммарное количество выделяющихся газов почти на порядок меньше, чем у нормального фторфлогопита. В отличие от порошков термическая стойкость монокристаллических пластин (на примере нормального фторфлогопита) заметно выше (табл. 2.2, 2.3).
Таким образом, исследованные слюды по их термической стойкости (при 1000 °С) можно расположить в ряд, представленный в табл. 2.3. Несмотря на то что по термической стойкости нормальный фторфлогопит уступает приведенным в табл. 2.1 другим фторфлогопитам, промышленное значение пока приобрел именно нормальный фторфлогопит. Поэтому дальнейшие исследования химических и структурных превращений в композициях фторфлогопит - связующее проведены на нормальном фторфлотопите.



 
« Высоковольтные выключатели переменного тока   Диагностика обмоток силовых трансформаторов методом низковольтных импульсов »
Карта сайта + все метки | Контакты
© Электроэнергетика При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна.