Научная статья на тему 'ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ЭФФЕКТИВНЫХ СОСТАВОВ МАГНЕЗИ-СОТЕАТИТОВЫХ ЭЛЕКТРОКЕРАМИЧЕСКИХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ МЕСТНОГО СЫРЬЯ'

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ЭФФЕКТИВНЫХ СОСТАВОВ МАГНЕЗИ-СОТЕАТИТОВЫХ ЭЛЕКТРОКЕРАМИЧЕСКИХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ МЕСТНОГО СЫРЬЯ Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

CC BY
5
1
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
бентонит / тальк / магнезит / физико-химические свойства / стеатитовые электрокерамические материалы / bentonite / talc / magnesite / physicochemical properties / steatite electroceramic materials

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Валиева Г.Ф., Солиев Р.Х.

В статье представлены результаты в области разработки составов и исследования физико-механических свойств композиционных магнезиально-стеатитовых электрокерамических материалов на основе местного минерального сырья и промышленных отходов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Валиева Г.Ф., Солиев Р.Х.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

RESEARCH AND DEVELOPMENT OF EFFECTIVE COMPOSITIONS OF MAGNESIA-SOTEATITE ELECTROCERAMIC COMPOSITE MATERIALS BASED ON LOCAL RAW MATERIALS

This article presents results in the field of development of compositions and studies of physical and mechanical properties of composite magnesia-steatite electroceramic materials based on local mineral raw materials and industrial waste.

Текст научной работы на тему «ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ЭФФЕКТИВНЫХ СОСТАВОВ МАГНЕЗИ-СОТЕАТИТОВЫХ ЭЛЕКТРОКЕРАМИЧЕСКИХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ МЕСТНОГО СЫРЬЯ»

Валиева Г.Ф., кандидат технических наук (PhD) Наманганский инженерно-строительный институт Солиев Р.Х., доктор технических наук (DsC) Наманганский инженерно-строительный институт

Узбекистан

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ЭФФЕКТИВНЫХ СОСТАВОВ МАГНЕЗИ-СОТЕАТИТОВЫХ ЭЛЕКТРОКЕРАМИЧЕСКИХ

КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ МЕСТНОГО

СЫРЬЯ

Аннотация. В статье представлены результаты в области разработки составов и исследования физико-механических свойств композиционных магнезиально-стеатитовых электрокерамических материалов на основе местного минерального сырья и промышленных отходов.

Ключевые слова: бентонит, тальк, магнезит, физико-химические свойства, стеатитовые электрокерамические материалы.

Valieva G.F., candidate of technical sciences (PhD) Namangan Engineering and Construction Institute Soliev R.Khdoctor of technical sciences (DsC) Namangan Engineering and Construction Institute

Uzbekistan

RESEARCH AND DEVELOPMENT OF EFFECTIVE COMPOSITIONS OF MAGNESIA-SOTEATITE ELECTROCERAMIC COMPOSITE MATERIALS BASED ON LOCAL RAW MATERIALS

Annotation. This article presents results in the field of development of compositions and studies of physical and mechanical properties of composite magnesia-steatite electroceramic materials based on local mineral raw materials and industrial waste.

Key words: bentonite, talc, magnesite, physicochemicalproperties, steatite electroceramic materials.

ВВЕДЕНИЕ

На сегодняшний день в мире композиционные электрокерамические материалы широко применяются в энергетической, нефтехимической, металлургической, машиностроении и других отраслях промышленности. В связи с этим, развитие электрокерамической отрасли промышленности в мире имеет особое экономическое значение и растет спрос на композиционные электрокерамические материалы, используемые в

электротехнике. В этом аспекте разработка эффективных составов и энергоресурсосберегающих технологии получения электрокерамических материалов для изоляции рабочих органов электромашин и механизмов имеет особое значение.

В Республике проводятся мероприятия и достигнуты определенные результаты в области исследования и получения электрокерамических композиционных материалов электротехнического назначения. В программе Стратегических действий по дальнейшему развитию Республики Узбекистан отмечены важные задачи по «....стимулированию научно-исследовательской и инновационной деятельности, созданию эффективных механизмов внедрения инновационных достижений в практику». В связи с этим научные исследование направленные на разработку электрокерамических композиционных материалов с высокими электрофизическими и физико-механическими свойствами представляет особое значение.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

Во всем мире ведутся исследовательские работы по разработке изоляционных электрокерамических материалов электротехнического назначения с высокими физико-механическими и электрофизическими свойствами. В этом аспекте большое внимание уделяются созданию электроизоляционных композиционных керамических материалов электротехнического назначения с высокими электрофизическими и физико-механическими свойствами и разработке энергоресурсосберегающая технология их получения.

В производстве магнезиально-стеатитовых электрокерамических изделий наиболее широкое применение имеет метод пластичного формования и горячего литья. Исходя из имеющихся возможностей, в данной работе принимались методы пластичного формования.

При определении шихтовых составов опытных масс ориентировались на литературные данные и химические составы исходных сырьевых материалов, чтобы создавать условия для образования в процессе обжига кристаллической фазы - метасиликата магния в достаточно большом количестве при относительно низкой температуре обжига. За исходную массу стеатита нами принята масса Гжельского завода, изготовляющаяся на основе талька Онотского месторождения. Шихтовые составы опытных масс приведены в таблице 1.

Таблица 1

Шихтовые составы опытных масс

Наименование сырья Индекс массы

М1 М2 М3 М4 М5 М6 М7 М8 М9

Каолин Ангренский 15 17 20 25 30 20 25 20 20

Тальк Каракалпакии 21 22 20 35 30 35 45 50 55

Тальк обожженный 58 55 54 35 35 40 25 25 20

Бентонит Каттакурганский 3 3 3 2 2 2 2 2 2

Кремнеземсодержащий 2 2 2 2 2 2 2 2 2

отход

Углекислый барий (ВаСО3) 1 1 1 1 1 1 1 1 1

В процессе обжига из состава талька удаляется влага, в результате чего происходит интенсивная усадка массы. Для устранения интенсивной усадки масс, в процессе обжига часть талька подвергали предварительному обжигу.

Для этого тальк измельчали до размера 1 - 2 мм, затем обжигали при температуре 13500С с выдержкой при конечной температуре 30 минут.

Опытные массы были приготовлены в лабораторных условиях в виде пластичной массы. Далее опытные образцы подвергались обжигу при температурах 1200, 1250, 1300, 13500С.

Химический состав исходных сырьевых материалов приведены в таблице 2.

Таблица 2

Химический состав исходных сырьевых материалов_

Наименован ие сырья Содержание окислов, мас. %

SiO2 AhOз Fe2Oз MgO CaO Na2O R2О SOз Ппп

Каолин 51,2 35,7 0,28 - 0,14 0,44 0,12 0,21 - 11,85

Тальк 62,04 0,43 3,23 - 31,75 0,35 - - - 2,2

Бентонит 59,56 17,68 3,20 0,50 1,90 0,69 1,44 1,92 0,91 12,04

Кремнезем- содержащий отход 81,5 13,76 1,58 - 1,25 1,42 0,34 0,15 0,24 0,23

Фазовый состав опытных образцов является особо важным, так как все эксплуатационные свойства зависят от этих составов. Фазовый состав опытных образцов определялся методом петрографического, электронно-микроскопического и рентгеноструктурного анализов.

Петрографический анализ образцов исследовали на прозрачных шлифах в поляризационном свете и в порошковых препаратах иммерсионным методом.

Результаты петрографического исследования опытных образцов из массы М1: а) Образец, обожженный при температуре 12000С (рис. 1 а) имеет неоднородную грубозернистую структуру, имеются поры в

значительном количестве. Содержится метатальк с 1,575; N=1,540; кварц с Ке = 1,552; N0=1,540 стекловидная фаза, отдельные зерна метакаолинита.

б) Образец, обожженный при температуре 12500С (рис. 1 б). Структура образца неоднородная, мелкозернистая, имеются поры размером 20-25 мкм. В основной массе содержатся стекловидная фаза, которая образуется за счет плавления легкоплавких компонентов. В образцах наблюдается появление зерен муллита из продуктов разложения метакаолинита размером 2-3 мкм, зерна кварца размером 20-25 мкм, наблюдается в незначительном количестве метасиликат магния. Часть кварца при высоких температурах переходит в а-кристобалит, имеющий N = 1,484; N0 = 1,487.

в) Образец, обожженный при температуре 13000С (рис. 1 в). Структура образца неоднородная, меклозернистая, имеются поры округленной формы, их величина достигает 20-25 мкм. Основная масса состоит из метасиликата магния, стеклофазы, муллита и кварца, которая распределена зерна метасиликата магния, имеются отдельные участки скоплений мелкозернистого муллита с размером зерен 2-3 мкм. Стекловидная масса распределена по всему объему. Содержание кварца несколько уменьшено по сравнению с образцом, обожженным при температуре 12500С. Содержание зерен кристобалита встречается чаще, что установлено определением показателей светопреломления кварца и кристобалита. Вокруг зерен кварца имеются кайма оплавления.

а)

в)

г)

Температура обжига образцов 0С: а) 1200; б) 1250; в) 1300; г) 1350 Рис. 1. Микрофотография опытных образцов из массы М1

г) Образец, обожженный при температуре 13500С (рис. 1 г). Структура микрокристаллическая, плотная, однородная, преобладающая фаза-метасиликат магния размером 2-6 мкм. В основной массе содержатся муллит (Ы = 1,578) с размером зерен 3-4 мкм. Кристаллы новообразований окружены цементирующими тонкими пленками стекловидной фазы. Содержание метасиликата магния по визуальному определению достигает 55-58%. В основной массе содержится в незначительном количестве зерна кварца имеющий неправильную осколочную форму, вокруг зерен кварца имеется кайма оплавления толщиной 8-10 мкм.

Таким образом, результаты петрографического анализа показали, что опытные образцы в процессе обжига претерпевают физико-химические процессы, в результате которых образуются новые кристаллические фазы метасиликата магния в виде протоэнстатита в количестве 55-61%, муллит, кристобалит и стекловидная фаза.

Установлено, что опытные образцы, обожженные при температуре 13500С, имеют нормально сформированную, плотную структуру. Основными фазами являются кристаллическая фаза метасиликата магния в виде протоэнстатита, в нем содержится кварц, муллит, кристобалит и стекловидная фаза. Количество последних колеблется в пределах 38-40%. Размеры кристаллов протоэнстатита составляет 2-6 мкм, N§=1,660; N = 1,652.

Для решения поставленной задачи нами проведены электронно -микроскопическое исследование опытных образцов из стеатитовых композиционных смесей, обожженных при различных температурах.

Электронно-микроскопический анализ разработанных магнезиально-стеатитовых композиционных материалов показал, структура мелкокристаллическая, основная масса состоит из кристаллических фаз метасиликата магния, кварца, присутствует муллит. Среди основной массы в незначительном количестве встречаются зерна кварца. Кристаллы формируются при температурах 12000С в мельчайшем виде, они вытягиваются в блоки. При температуре 12500С кристаллы становятся более крупными, они имеют сферическую форму, агрегатируются, имеют четкие очертания. По мере повышения температуры обжига образцов из масс М1, процесс формирования их структуры полностью завершается, усиливается образование метасиликат магния, муллита. Кварц частично переходит в кристобалит, стекловидная фаза как бы цементирует эти кристаллические фазы.

Проведено рентгенографическое исследование фазового состава опытных образцов, обожженных при температурах 1200, 1250, 1300, 13500С из композиционных смесей на основе местного сырья и отхода промышленности. Рентгенограммы образцов из массы М1 приведены на рисунке 2.

Как видно из рис. 2 а, в образцах из композиционной смеси М1, обожженной при температуре 12000С, в виде кристаллических фаз присутствует в-кварц (а/п = 0,424; 0,334; 0,286; 0,245; 0,227; 0,181; 0,152 нм), метакаолинит (а/п = 0,515; 0,739 нм), метатальк (а/п = 0,457; 0,248; 0,192 нм), кристаллическая решетка разрушена, видимо, вследствие плавления легкоплавких компонентов.

В образцах из композиционной смеси М1 (рис. 2 б), обожженных при 12500С, в виде кристаллических фаз присутствует метасиликат магния -протоэнстатит (а/п = 0,462; 0,317 нм), количество в-кварца уменьшилось (а/п= 0,424; 0,286; 0,245; 0,212; 0,152 нм), кристобалит (а/п = 0,404; 0,314; 0,249; 0,152 нм), появляется муллит в незначительном количестве (а/п = 0,286; 0,269; 0,254; 0,188 нм).

В образцах из композиционной смеси М1 (рис. 2 в), обожженных при температуре 13000С, наблюдается, что кристаллическая фаза протоэнстатита увеличилась, т.е. появились пики с (а/п = 0,462; 0,317; 0,272 нм). Количество муллита значительно больше, содержание в-кварц уменьшилось, а количество кристобалита стало больше, что подтверждается появлением пиков при а/п = 0,314; 0,243 нм, присущих кристобалиту.

В образцах из композиционной смеси М1, обожженных при 13500С (рис. 2 г), отмечается, что основной составной кристаллической фазой является метасиликат магния в виде протоэнстатита с а/п = 0,462; 0,317; 0,272; 0,212 нм, содержание в-кварца уменьшается за счет перехода в кристобалит, количество образующегося муллита продолжает увеличиваться. При этой же температуре в образцах обнаружены кпиноэнстатит с а/п = 0,254; 0,246; 0,214 нм.

Температура обжига образцов, 0С: а)1200, б)1250, в)1300, г)1350; □ - протоэнстатит; 0 - клиноэнстатит; • - энстатит Рис.2. Рентгенограммы опытных образцов из массы М1

Анализируя рентгенограммы, можно сказать, что в образцах, обожженных при 12000С, в виде кристаллических фаз присутствует кварц, метатальк, метакаолинит. В материалах, обожженных при 12500С, кристаллизация метасиликата магния, муллита характеризуется меньшей интенсивностью пиков. В образцах, обожженных при 13000С,

кристаллизация метасиликата магния в виде протоэнстатита происходит более интенсивно, образование кристобалита с повышением температуры обжига характеризуется ростом интенсивностей пиков до 13500С.

Исследование показало, что на рентгенограммах других составов стеатитовых композиционных смесей, обожженных при различных температурах, наблюдались аналогичные явления процессов фазообразования.

Таким образом, изучение фазовых превращений в структуре стеатитовых композиций, разработанных на основе местного сырья и отхода промышленности методом рентгенофазового анализа показало, что фазовый состав разработанных стеатитовых электрокерамических композиционных материалов состоит из кристаллических фаз протоэнстатита, муллита, кварца, кристобалита и в незначительном количестве клиноэнстатита.

Процесс спекаемости электрокерамических материалов зависит от многих факторов, состава шихты, химических составов исходных компонентов, физико-химических процессов, происходящих при обжиге, характера изменения керамико-технологических свойств и др.

Исследования процесса спекаемости стеатитовых

электрокерамических композиций изучался косвенно, то есть путем определения характера изменения керамико-технологических свойств в зависимости от температуры обжига, результаты исследований приведены на рисунке 3.

При температуре 12500С (рис.3) происходит начало наиболее интенсивного спекания, т.е. начинается второй период спекания. Образующаяся жидкая фаза в этом периоде содержит в своем составе значительное количество щелочных и щелочно-земельных оксидов, которые понижают вязкость расплава, делая его весьма подвижным и агрессивным. Наиболее заметное изменение плотности, прочности, водопоглощения, усадки и др. свойства для массы Мi, наблюдается в интервале температур 1200-13000С. Это можно объяснить увеличением размера зерен, который, в свою очередь, влияет на изменение формы и размера пор, т.е. с уменьшением диаметра пор давление в них возрастает. Дальнейшее увеличение температуры обжига обуславливает быстрое уплотнение исследуемых смесей. До температуры 13500С в стеатитовых смесях степень уплотнения остается примерно одинаковой, выше 13500С наблюдается её уменьшение. Уменьшение плотности при температуре выше 13500С объясняется изменением открытой пористости. Интенсивное образование новых кристаллических фаз в образцах происходит до 13500С и она заканчивается при этой температуре. При температуре 13500С достигается максимальное значение предела прочности при статическом изгибе опытных образцов, выше этой температуры снова снижается.

Температура максимального значения прочности совпадает температурой минимума пористости и водопоглощения.

Рис. 3. Зависимость водопоглощения (В), усадки плотности (у),

прочности (биз) стеатитовых материалов состава М1 от температуры обжига

В образцах в температурном интервале 1300-13500С достигается полная смачиваемость твердых зерен образующейся жидкостью, количество которой достаточно для заполнения пор между частицами, за счет чего достигается почти нулевое водопоглощение. С повышением температуры обжига происходит изменение усадки аналогично кривым других свойств. До температуры 13500С в образцах происходит плавное повышение усадки, а начиная с 13500С - происходит её снижение. Анализируя полученные данные можно сказать, что массы М1 спекаются при 13500С.

В таблице 4 приведены керамико-технологические свойства опытных образцов из опытных масс. Как видно из данных таблицы 5, опытные образцы с различным шихтовым составом по своим керамико-технологическим свойствам отличаются друг от друга и отвечают требованиям ГОСТ 24409-80. Среди опытных образцов наиболее высокими показателями плотности, прочности, термостойкости и низкими показателями водопоглощения отличаются образцы из массы М1, М2, М3. Эти образцы в процессе обжига при температуре 13500С обладают наиболее высокими показателями керамико-технологических свойств по сравнению с образцами из других смесей. Коэффициент термического расширения этих образцов колеблется в пределах (152-156)10-6 0С-1.

Исследованием установлено, (табл.2) что тангенса угла диэлектрических потерь опытных образцов увеличивается с увеличением содержания глины в составе материала и опытные образцы стеатитовых материалов имеют тонкозернистую структуру, отличаются друг от друга, главным образом, количеством метасиликата магния и стекловидной фазы. Кроме того, состав стекловидных фаз отличаются друг от друга своим составом, так как количество вводимых глинистых материалов различное. С увеличением содержания глины в составе материала увеличивается тангенс угла диэлектрических потерь ^5).

1200 1250 1300 1350 "С Тем ■ ¡ература

Таблица 3

Керамико-технологические свойства опытных образцов из стеатитовых композиционных смесей

Наименование показателей М1 М2 Мз М4 М5 М6 М7 М8 М9

Влажность, % 20 21 20 20 21 21 21 21 22

Воздушная усадка при 105-1100С, % 13,5 13,2 13,0 13,6 13,7 13,5 13,7 13,8 13,9

Огневая усадка при 13000С 9,2 9,1 9,3 9,4 8,6 9,3 9,4 9,6 9,3

13500С 9,6 9,7 9,5 9,8 9,8 9,9 10,1 10,2 10,1

Объемная масса, г/см3 2,66 2,65 2,66 2,60 2,61 2,62 2,64 2,63 2,62

Общая пористость, % 6,30 6,32 6,32 6,35 6,8 7,1 7,1 7,2 7,3

Водопоглощение, %, при

13000С 0,02 0,02 0,03 0,02 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05

13500С 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,03 0,03 0,48

Плотность, г/см3, при

13000С 13500С 2,84 2,82 2,84 2,81 2,80 2,79 2,78 2,75 2,71

2,88 2,86 2,85 2,84 2,81 2,81 2,80 2,79 2,79

Предел прочности при статическим изгибе, МПа,

при 1200°С1250°С 173 170 169 168 169 164 165 163 162

13000С13500С 185 183 178 178 183 178 178 179 177

190 190 189 190 182 179 180 180 179

195 190 192 192 190 185 186 185 181

КТЛР, •Ю"6 0С-1 152 154 156 148 158 159 158 160 159

Термостойкость, 131 130 129 128 125 124 124 123 120

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Тангенс угла

диэлектрических потерь при 200С/104 18 19 20 21 23 25 25 24 26

Диэлектрическая 6,1 6,2 6,3 6,2 6,5 7,0 7,0 7,2 7,2

проницаемость

Удельное объемное

эл.сопротив., ^1013ом •см 7 7 6,8 6,3 6,1 5,9 6,2 5,8 6,9

Электрическая прочность, кв/мм 41 40 39 38 39 40 38 37 38

Так как состав стеклофазы оказывает существенное влияние на 1§5, нами проведены исследования о выявлении влияния количественных соотношений различных окислов в стекле исследуемых стеатитовых материалов на 1§5.

При этом мы использовали эмпирическое уравнение для одновременного определения коэффициента молекулярного соотношения (КМС) для всех оксидов в составе стекла.

КМСстеклофазы = Я2О + ЯО +0,5(Al2Oз+Fe2Oз)

БЮ2 +0,5(Al2Oз+Fe2Oз)

Это уравнение показывает соотношение оксидов, не образующих стекла (SiO2) к оксидам образующих стекла ^20 и RO) для силикатного

стекла. Используя эту формулу и таблицу 3, был проанализирован МКО экспериментальных композиций, результаты представлены в таблице 4.

Таблица 4

Диэлектрические свойства опытных образцов из стеатитовых

композиционных смесей

Наименование показателей М1 М2 М3 М4 М5 М6 М7 М8 М9

Тангенс угла

диэлектрических потерь при 200С, -104 18 19 20 21 23 25 25 24 26

Диэлектрическая 6,1 6,2 6,3 6,2 6,5 7,0 7,0 7,2 7,2

проницаемость

Удельное объемное

эл.сопротив., ^1013ом •см 7 7 6,8 6,3 6,1 5,9 6,2 5,8 6,9

Электрическая прочность, кв/мм 41 40 39 38 39 40 38 37 38

На рисунке 4 приведен характер изменения tg5 от КМС стеклофазы для опытных масс.

| 18 -Ш

(2 -,-.-.-.-.-.-^

0,50 0,52 0,54 0,56 0,58 0,60 Коэффицент молекулярного соотношения

Рис. 4. Зависимость тангенс угла диэлектрических потерь от коэффициента молекулярного соотношения стеклофазы опытных

масс

Как видно из рисунка 4, что выявлена зависимость tg5 от КМС стеклофазы для исследуемых опытных масс, разработанных на основе талька Каракалпакии и бентонита Каттакурганского месторождения с применением Ангренского каолина и отхода промышленности.

Таким образом, установлено, что снижение tg5 вызвано увеличением КМС стеклофазы в результате повышения в ней концентрации СаО, MgO и уменьшение SiO2.

В стеатитовых материалах большое значение имеет зависимость диэлектрических свойств материала от изменения температуры нагрева и

частоты электрического тока, так как стеатитовые материалы эксплуатируются при повышенных температурах и частотах.

Из многих литературных источников известно, что с повышением температуры ухудшаются свойства стеатитовых материалов. Ухудшение свойств зависит от многих факторов, и в большой мере от состава стеатитовых материалов. В связи с этим, в данной работе нами исследована зависимость диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь, удельного объемного сопротивления от температуры обжига.

Установлено, что диэлектрическая проницаемость стеатитового материала при повышении температуры возрастает, тангенс угла диэлектрических потерь незначительно повышается до температуры 3000С, далее с повышением температуры он резко повышается. Это объясняется тем, что с повышением температуры, во-первых, материал нагревается и внутри материала происходит увеличение поляризации и движение зарядов, благодаря чему увеличивается расход электроэнергии внутри диэлектрика на обогрев материала и на движение зарядов. С повышением температуры обжига удельное объемное электрическое сопротивление значительно уменьшается. Увеличение частоты электрического тока оказывает влияние на свойства материала. Исследованы зависимость диэлектрической проницаемости (s) и тангенса угла диэлектрических потерь (tgö) стеатитовой композиции М1 от частоты электрического тока в диапазоне частот 0,3-30 мГц.

Установлено, что наименьшее значение tgö и s наблюдается во всех образцах при частоте переменного электрического поля 30 кГц. Наибольшее значение tgö и s имеют все образцы при частоте 0,3 кГц. Характер зависимости tgö от температуры позволяет предполагать, что он обусловлен преобладающими потерями, вызванными тепловыми релаксационными процессами, связанными с движением слабо связанных ионов щелочных металлов, содержащихся в стеклофазе. Имеющиеся в фазовом составе последнего поры тоже влияют на изменение значений этих диэлектрических свойств при высоких напряжениях поля вследствие развития ионизации.

Кристаллические фазы метасиликата магния, муллит, как основные составляющие фазового состава исследуемого материала М1, относятся к диэлектрикам с кристаллической структурой с неплотной упаковкой ионов. Эти же кристаллы характеризуются релаксационной поляризацией и поэтому вызывают повышение диэлектрических потерь. Зависимость диэлектрической проницаемости от температуры можно объяснить тем же механизмом, что и для определения tgö.

Установлено, что увеличение частоты электрического тока приводит к уменьшению тангенса угла диэлектрических потерь и диэлектрической

проницаемости. Кроме того, чем больше частота электрического тока, тем меньше зависимость этих параметров от температуры.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Установлен химико-минералогический, гранулометрический состав, физико-химические и технологические свойства Каракалпакского талька, Каттакурганского бентонита, с помощью комплексных физико-химических анализов.

Разработан оптимальный состав стеатитовой электрокерамической композиции на основе местного сырья: талька, бентонита, каолина и кремнеземсодржащих отходов.

Установлено, что фазовый состав созданной стеатитовой электрокерамической композиции содержит метасиликат магния, муллит, кварц, кристобалит и стекловидные фазы, заполняющие промежуток между частицами кристаллической фазы.

Выявлено, что использование Каракалпакского талька, Каттакурганского бентонита, кремнеземсодержащих отходов производства в составе стеатитовой электрокерамической композиции, приводит к снижению температуры обжига на 50 0С, по сравнению со стандартной, что позволяет экономить топливно-энергетические ресурсы и удешевлять готовую продукцию.

Использованные источники:

1.Туляганова В.С., Абдуллаева Р.И., Туйчиева М.О., Умирова Н.О., Аззамова Ш.А. Петрографическое и рентгенографическое исследования керамических компазиций на основе местного сырья // Universum: технические науки. Выпуск: 8(89), Москва, 2021, Часть 2. - С. 117-122 (02.00.00 №1).

2. Туляганова В.С., Абдуллаева Р.И., Туйчиева М.О., Умирова Н.О., Аззамова Ш.А. Разработка и исследование керамико-технологических и диэлектрических свойств композиционных электрокерамических материалов // Universum: технические науки. Выпуск: 8(89), Москва, 2021, Часть 2. - C. 293-298 (02.00.00 №1).

3. Туляганова В.С., Абдуллаева Р.И., Негматов С.С., Туйчиева М.О., Шарипов Ф.Ф., Валиева Г.Ф. Исследование процесса спекаемости электрокерамических композиций // Universum: технические науки. Выпуск: 10(91), Москва, 2021, Часть 4, - C. 44-46 (02.00.00 №1).

4. Туляганова В.С., Абдуллаева Р.И., Негматов С.С., Туйчиева М.О., Шарипов Ф.Ф., Джабаров Б.Т., Ходжаева Д.Н Состав и свойства электрокерамических композициий на основе отхода промышленности // Композиционные материалы, №3, 2021, - С. 179-181 (02.00.00 №4).

5. Туляганова В.С., Абдуллаева Р.И., Негматов С.С., Туйчиева М.О., Шарипов Ф.Ф., Ходжаева Д.Н. Фазовый состав электрокерамических композиционных материалов с улучшенными свойствами // Композиционные материалы, №3, 2021, - С. 200-202 (02.00.00 №4).

6. Туляганова В.С., Абдуллаева Р.И., Негматов С.С., Туйчиева М.О., Шарипов Ф.Ф., Ходжаева Д.Н. Использование углекислого бария при получении композиционных электрокерамических материалов // Композиционные материалы, №3, 2021, - С. 208-209 (02.00.00 №4).

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.