Наукові конференції України, Нові матеріали і технології в машинобудуванні-2021

Розмір шрифту: 
ФТОРФЛОГОПІТОВОЕ КАМ'ЯНЕ ЛИТТЯ - ДІЕЛЕКТРИЧНИЙ МАТЕРІАЛ ДЛЯ КРІОГЕННОЇ ТЕХНІКИ
А. С. Затуловський, А. Г. Малявін, О. А. Кузьменко, В. О. Щерецький

Остання редакція: 2021-05-24

Тези доповіді


Унікальний комплекс фізико-хімічних і механічних властивостей, а також висока технологічність в процесі виготовлення і обробки каменелитого фторфлогопітового матеріалу забезпечили йому широке застосування в кольоровій металургії і ливарному виробництві. Фасонні вироби, тиглі, труби, корозійностійка ливарна оснастка використовується при плавці, розливанні, дозуванні алюмінію, цинку, магнію, мідних сплавів. Як жароміцний і термостійкий, діелектричний матеріал застосовують для деталей енергетичного устаткування, що працює при високих (до 900-1000 °С) температурах, а також для ізоляторів теплостійких електричних з’єднань.
Матеріал каменелитих фторфлогопітових виробів володіє унікальним поєднанням і рівнем фізико-технічних властивостей і структури, які не мають вогнетривкі матеріали, що застосовуються у виробництві кольорових металів (табл. 1).

Таблиця 1 – Характеристика каменелитого матеріалу

З метою визначення можливості застосування каменелитого фторфлогопітового матеріалу в якості діелектрика для контактних плат надпровідних магнітних систем (СМС) були виготовлені зразки і проведено їх випробування. Для цього з фторфлогопітового розплаву були відлиті циліндричні стрижні діаметром 110 мм, з яких на металообробних верстатах виготовили зразки.
Хімічний склад фторфлогопітового матеріалу наступний (мас. %): SiO2 = 41,6; Al2O3 = 11,8; MgO = 26,9; K2O = 9,1; CaO = 0,7; F2 = 10,6. Отримані виливки мали однорідну полікристалічну будову з розміром кристалів фторфлогопіту 0,5-2,5 мм. Пластинчасті кристали фторфлогопіту орієнтовані хаотично, обумовлюючи змішано-пластинчасту структуру литого матеріалу. Фазовий склад матеріалу містить в основному калієвий фторфлогопіт (85-90 об.%), домішки – енстатіт і склофаза (10-15 об.%).
На першому етапі випробувань виконували вакуумний відпал зразків при 800 °С і тиску 1•10-5 мм рт. ст. протягом 2 год. Визначили, що фізико-механічні властивості каменелитого матеріалу не змінюються. Крім цього, геометричні розміри зразків також не змінюються, тобто вони не дають усадки і не утворюють газоподібних продуктів.
Потім зразки матеріалу були піддані циклічному низькотемпературному впливу шляхом обробки рідким гелієм при температурі -268 °С та з наступним нагріванням до 100 °С протягом 5 хв. Всього було вироблено 35 таких циклів. Всі зразки витримали термоциклічні випробування без змін. Результати випробувань показали можливість роботи фторфлогопітового матеріалу в умовах низьких і високих температур в діапазоні від -268 до 900 °С.
На основі проведених випробувань була виготовлена дослідна партія електроізоляційних контактних плат діаметром 105 мм, висотою 15 мм в кількості 8 шт. Контактні плати були встановлені на робочих надпровідних магнітних системах.

Full Text: PDF