Электроугольные изделия и припои
Микрофонные порошки. Свойство угольного порошка изменять своё сопротивление в зависимости от давления (удельное сопротивление порошка зависит от крупности зерен, режима обжига порошка и плотности засыпки) обусловливается переходным сопротивлением зёрен порошка и используется в микрофонах, где под воздействием звуковых колебаний изменяется давление на порошок. Порошок в свою очередь изменяет свое сопротивление, что создает колебания тока в электрической цепи. Микрофонный порошок изготовляют трех марок:
1) МБ - для телефонных систем с местными батареями;
2) ЦБ - для телефонных систем с центральными батареями;
3) Л - для ларингофонов.
Сырьем для порошков служит антрацит, который дробится на куски от 5 мм и мельче, просеивается через сито в 80 меш, обжигается в печах при температуре 900-1000°С (марка ЦБ) и при 1480°С (марка МБ) и затем еще раз просеивается через сито в 45 меш. Удельное сопротивление этих порошков 40-700 ом см.
Мембраны для микрофонов производят из смеси: пекового кокса (75%) и каменноугольной смолы (25%). Каменноугольный пек предварительно размалывают в шаровой мельнице, просеивают через сито 100 меш, перетирают в течение 24 ч на бегунах, просушивают в сушильных барабанах, просеивают через сито 50 меш. Затем смешивают со смолой, предварительно прогретой при t = 300/315°С. Смесь обрабатывают на вальцах, затем размалывают в шаровых мельницах, просеивают через сито 200 меш. Из полученного порошка на гидравлических прессах под давлением 3 Т/см2 прессуют мембраны в виде дисков и обжигают при t = 1480° С.
Угольные контакты, изготовляют из смеси: отходы и брак угольных щеток, графит, пеки сода двууглекислая. Угольные контакты выпускают марок Т, Г-1 и серебряно-графитовые.
Угольная крупка изготовляется трех марок, отличающихся друг от друга размером зерен:
Марка УК-1 имеет размер зерна 0,5/1,5; УК-2-1,4/3,0; УК-3-2,9/6,0.
Применяют в электрических печах в качестве нагревательного элемента. Производят из брака малозольных углей, которые дробят и просеивают через сита.
Коллоидно-графитовые, препараты, изготовляют из чистого графита термически обработанного, высокой степени размельчения. Эти препараты наряду с применением в качестве смазок часто используют для уменьшения контактного сопротивления, для создания полупроводящих поверхностей. Примером этому может служить водная паста высокодисперсного графита (ак-вадаг), которая согласно ГОСТ 5613-50 выпускается четырех марок К-1, К-2, К-3, К-4, содержание частиц графита которых находится в пределах, %:
а) более 63 мкм - от 0,2 до 0,5;
в) менее 10 мкм - от 55 до 65.
Содержание золы нормируется только для марок:
К-1 - не более 5%, К-2 - не более 8%.
Природный графитпредставляет собой одну из модификаций чистого углерода слоистой структуры с большой анизотропией как электрических, так и механических свойств. Следует отметить, что чистый углерод в модификации алмаза представляет собой диэлектрик с весьма высоким удельным сопротивлением.
Сажи представляют собой мелкодисперсный углерод. Лаки, в состав которых в качестве пигмента введена сажа, обладают малым удельным сопротивлением и могут быть использованы для выравнивания электрического поля в электрических машинах высокого напряжения.
Пиролитический углерод получают путем пиролиза (термического разложения без доступа кислорода) газообразных углеводородов (метан, бензин, гептан) в камере, где находятся керамические или стеклянные основания заготовок для резисторов.
Схема реакции пиролиза углеводородов общего состава СmHn:
СmHn -> тС + m/2 H2.
Особенностью структуры пиролитического углерода является отсутствие строгой периодичности в расположении слоев (в отличие от графита) при сохранении их параллельности.
Бороуглеродистые пленки получаются пиролизом борорганических соединений, например В(С4Н9)3 или В(С3Н7)3. Эти пленки обладают малым температурным коэффициентом удельного сопротивления.
Проводниковые материалы особо высокой нагревостойкости. В некоторых случаях [нагревательные элементы высокотемпературных электрических печей, электроды магнитогидродинамических (МГД-) генераторов] требуются проводниковые материалы, которые могли бы достаточно надежно работать при температурах 1500 - 2000 К и даже выше. В МГД-генераторах условия работы проводниковых материалов еще усложняются из-за соприкосновения материала с плазмой и возможности электролиза при прохождении через материал постоянного тока.
Проблема получения проводниковых материалов, полностью удовлетворяющих всем этим требованиям, окончательно еще не решена; по-видимому, решение может быть найдено исключительно в применении специальных керамических материалов. Среди высоконагревостойких проводящих материалов могут быть отмечены некоторые оксиды (прежде всего керамика диоксида циркония ZrO2, стабилизированная добавкой оксида иттрия Y2O3), керамика диоксида церия СеО2, некоторые хромиты. Некоторые свойства керамики ZrO2 - Y2O3 (после обжига, при пористости 25 % по объему): средняя плотность 2,9 Мг/м3,
Стабилизируя диоксид циркония ZrO2 добавлением оксида иттрия Y2O3 (или оксидов некоторых других металлов), можно избежать структурных превращений чистого ZrO2 во время охлаждения после обжига, связанных с уменьшением объема и вызываемых этим повреждением обожженных изделий.
ПРИПОИ
Припои представляют собой специальные сплавы, применяемые при пайке. Пайка осуществляется или с целью создания механически прочного (иногда герметичного) шва, или с целью получения постоянного электрического контакта с малым переходным сопротивлением. При пайке места соединения и припой нагреваются. Так как припой имеет температуру плавления значительно меньшую, чем у соединяемых металлов, то он плавится, в то время как спаиваемые металлы остаются твердыми. На границе соприкосновения расплавленного припоя и твердого металла происходят сложные физико-химические процессы. Припой смачивает металл, растекается по нему и заполняет зазоры между соединяемыми деталями. При этом припой диффундирует в основной металл, основной металл растворяется в припое, в результате чего образуется промежуточная прослойка, которая после застывания соединяет детали в одно целое.
Припои принято делить на две группы: мягкие и твердые. К мягким относятся припои с температурой плавления до 400°С, а к твердым - припои с температурой плавления свыше 500°С. Кроме температуры плавления, припои существенно различаются и по механическим свойствам. Мягкие припои имеют предел прочности при растяжении не выше 50 - 70 МПа, а твердые - до 500 МПа.
Тип припоя выбирают, сообразуясь с родом спаиваемых металлов или сплавов, требуемой механической прочностью, коррозионной стойкостью, стоимостью и - при пайке токоведущих частей - с удельной электрической проводимостью припоя.
