Стеклокерамические покрытия получают из полуколлоидных растворов, состоящих из золя ортокремневой кислоты и растворов нитратов таких элементов, как Al, Si, Сг, Mg. При нагревании растворы солей при температурах 650—700 °С разлагаются до оксидов, которые входят в состав покрытий и определяют их электроизоляционные свойства. Был исследован ряд стеклокерамических композиций. В качестве наполнителей в таких композициях применены А12О3, Cr2О3, SiО2 и MgO. На рис. 4.6 и в табл. 4.9 приведена температурная зависимость р покрытий на растворной связке с разными наполнителями. Лучшие результаты получены на покрытиях с наполнителем А12О3.
Как видно из рис. 4.6, значение р стеклокерамических покрытий зависит от электроизоляционных свойств наполнителя, входящего в его состав: кривые 1 и 4, относящиеся к покрытиям, содержащим А12О3, расположены выше остальных. Значение р при 20 ° С составляло 10+10 - 10+12 Ом м, при 900 °С - 10- 105 Ом-м. В вакууме значение р при температуре 600 С на несколько порядков выше, чем в воздушной среде (табл. 4.9).
Электрическую прочность стеклокерамических покрытий определяли косвенно, на покрытиях, нанесенных на никелевые провода. Ниже приведены значения ЕПр, МВ/м, покрытия 9С/4-5 толщиной 25 мкм, определенные в разных средах на постоянном и переменном токах.
Испытательная среда | Постоянный ток | Переменный ток |
Воздух | 23,2 | 19,6 |
Вакуум | 40 | 36 |
Рис. 4.7. Зависимость Еп„ стеклокерамического покрытия 9С от времени старения в вакууме при 850 °С [30]:
1 - на постоянном токе; 2 — на переменном токе
Рис. 4.6. Температурная зависимость р стекло керамических покрытий на растворной связке с наполнителями А12О3 (1), SiC>2 (2), Сг2О3 (3), А12О3 (покрытие 4-5А) (4) [30]
Таблица 4.9. Температурная зависимость электрических свойств стеклокерамического покрытия на основе А12О3 в вакууме
Определяли изменение Епр стеклокерамического покрытия 9С в процессе длительного воздействия температуры 700 °С в воздушной среде и 850 °С в вакууме. Установили, что в течение 300 ч старения на воздухе электрическая прочность практически не изменилась по сравнению с исходными значениями. На рис. 4.7 приведена временная зависимость Епр стеклокерамического покрытия 9С в вакууме при 850 °С, определенная при постоянном и переменном токах: в процессе старения Епр снижалось до 20-25 МВ/м, после 1000 ч старения оно практически не изменялось. Значение Епр несколько выше в исходном состоянии при испытаниях на постоянном токе, в процессе старения практически не отличается от Епр на переменном токе.
Гибкость стеклокерамических покрытий при толщине 20—25 мкм составляла 30-40 и практически не изменялась при старении на воздухе при 700 °С в течение 300 ч (покрытие 31-1С), прочность на истирание - 230 ходов иглы при нагрузке 200 г.
В результате исследования электрических, механических и теплофизических свойств органосиликатных, металлофосфатных и стеклокерамических покрытий показано, что эти покрытия могут работать длительно при температурах до 850 °С.
