Установочная керамика

Фарфоры

Электротехнический фарфор широко распространен как керамический материал для изоляторов в высоковольтной технике, технике связи, применяется в низкочастотных цепях радиоэлектронной аппаратуры, где, однако, почти вытеснен другими керамическими материалами. Фарфор наиболее древний по применению материал. Основное преимущество его перед другими видами керамики заключается в высокой пластичности, допускающей все виды изготовления изделий, и невысокой температуре обжига (1280…1320 °С). Шихта его имеет следующий типовой состав: белая глина (каолин) – 25 %, пластичная глина – 15 %, полевой шпат – 40 %, кварцевый песок – 17 %, череп фарфоровый – 3 %. Таким образом, это смесь трех основных компонентов: глины, кварца, полевого шпата (40 : 40 : 20 весовых частей, которые могут изменяться в зависимости от требований к свойствам).

Усадка изделий при обжиге зависит от способа их изготовления и примерно имеет следующую величину:

а) для формованных и литых изделий – 15…17 %;

б) штампованных – 12 %;

в) прессованных – 3…5 %.

Из фарфора изготовляют несколько видов изоляторов.

Линейные изоляторы:

а) штыревые – 5 марок (ШЛ-6; ШС-6; ШС-10; ШД-20; ШД-35) для напряжений 6…35 кв;

б) подвесные – 3 марок (П-3; П-4,5; П-6) на растягивающую нагрузку в 3, 4, 5, 6 Т (ГОСТ 6490–68);

в) телеграфно-телефонные (ГОСТ 2366–49), 4 марки ТФ-2; ТФ-3; ТФ-4; ТФ-5, различающиеся размерами. Электрическое сопротивление этих изоляторов находится в пределах от 1·10¹⁰ ом (ТФ-5) до 5·10¹⁰ ом (ТФ-2).

Станционные изоляторы:

а) опорные;

б) проходные.

Аппаратные изоляторы:

а) вводы;

б) установочные детали (ролики, детали штепсельных розеток и вилок, ламповых патронов, плавких предохранителей и др.).

Широкого применения в радиотехнике электротехнический фарфор, несмотря на широкое техническое и хозяйственное применение, не получил по следующим причинам:

1) высокие диэлектрические потери, особенно при нагреве (tgδ > > 0,01);

2) резкое падение удельного объемного сопротивления при возрастании температуры (р при 20 °С = 10¹³…10¹⁵ ом·см; р при 300 °С = = 10⁷ ом·см);

3) значительная усадка изделий после обжига, нарушающая точность размеров сопряженных деталей (до 17 %);

4) низкая прочность на удар и вибрации (σ_уд = 1,2 кГ · см / см²).

Электротехнический фарфор рекомендуется применять для высоковольтных телефонных и других изоляторов, а также для установочных и вспомогательных деталей радиоаппаратуры в блоках питания и цепи низкой частоты, а также для деталей общего электротехнического применения при постоянном токе и низкой частоте переменного тока.

Основные характеристики свойств фарфора (представлены в табл. 5)

Радиофарфором называют материал из группы фарфора, в состав которого вводится углекислый барий и исключается полевой шпат и кварц.

Типовой состав шихты: каолин – 55 %; глина – 35 %: углекислый барий – 10 % (карбонат бария).

Оксид бария, реагируя с кремнеземом, дает сравнительно низкоплавкие силикаты бария, содействующие спеканию. При этом они не увеличивают, подобно полевому шпату, диэлектрические потери и проводимость материала. Вследствие большого содержания глины радиофарфоровая керамическая масса не уступает по пластичности электротехническому фарфору и способы оформления изделий из нее те же, что и у электротехнического фарфора. Температура обжига и спекания радиофарфоровых изделий находится в пределах 1250…1300 °С. Усадка зависит от состава радиофарфоровой массы и от способа оформления изделий. Она составляет в среднем 84…10 %.

Механическая обработка (токарная, фрезерная и т. п.) радиофарфоровых изделий возможна только после предварительного (утильного) обжига при t 1000 °С. Сырые изделия, пропитанные в парафине, после воздушной сушки также можно обрабатывать резанием. После окончательного обжига обрабатывать электротехнический фарфор и радиофарфор можно только ультразвуковой техникой. Из радиофарфора производят следующие детали радиоаппаратуры, применяемые в полях высокой частоты:

а) каркасы катушек индуктивности для передающих и приемных устройств;

б) ламповые панели;

в) изоляционные детали воздушных конденсаторов переменной емкости;

г) детали ротора и статора вариометра антенны;

д) изоляцию высокочастотных контактов антенного реле и пр.

Свойства радиофарфора приведены в табл. 5.

Радиофарфор обладает лучшими диэлектрическими свойствами, чем электротехнический фарфор, особенно при высоких частотах.

Таблица 5