Диэлектрическое покрытие для изделий из нержавеющей стали - RU2059579C1

Код документа: RU2059579C1

Чертежи

Описание

Изобретение относится к эмалированию металлических изделий из нержавеющей стали, в частности к составам силикатных изделий-эмалей, используемых в качестве диэлектрического барьера деталей в приборах, а также электродов генераторов озона.

Известен состав эмали, представленный следующим соотношением компонентов, мол. SiO2 15,5-24,9 Al2O3 0-17,0 B2O3 27,9-37,4 Na2O 2,4-6,8 К2О 0-2,3 PbO 1,6-4,0 BaO 14,6-29,3
при этом (SiO2+Al2O3+B2O3)=54,5-66,1 (Na2O+K2O)=2,4-6,8
Кроме этого, в состав эмали может входить по меньшей мере одна из следующих добавок в указанных количествах, мол. TiO2 0-7,6 СаО 0-7,6 CaF2 0,76 NiO 0-1,2 MnO2 0-4,3 СоО 0-1, 5
Свойства (согласно описанию заявки) представлены в табл. 1.

Анализ представленных в табл.1 свойств показывает, что эта эмаль в качестве диэлектрического покрытия электродов озонатора из нержавеющей стали не может обеспечить его работоспособность в условиях электросинтеза озона. Целостность покрытия и его работоспособность в значительной степени определяются оптимальным соотношением дилатометрических свойств покрытия и подложки, уровнем и характером напряжений в системе "Металл-эмаль", прочностными свойствами покрытия. Для достижения согласованности теплового расширения нержавеющей стали марки 12Х18Н10Т с диэлектрической эмалью последняя должна иметь ТКЛР, превышающий 115-120· 10-7 град-1.

Кроме того эмалирование наружной выпуклой стороны электродов требует еще большего увеличения значения ТКЛР наносимой эмали. В выбранной в качестве прототипа заявке эмали всех представленных составов имеют ТКЛР 104· 10-7 град-1 и ниже, что приводит к увеличению растягивающих напряжений в покрытии и, как следствие этого, к снижению механической и термической прочности и качества покрытия.

При эксплуатации изделий с этими покрытиями могут появиться сколы, микротрещины.

К диэлектрическим свойствам диэлектрического барьера электродов озонаторов предъявляют очень высокие требования. Диэлектрическая проницаемость и диэлектрические потери при этом являются важнейшими, так как в данном случае при использовании токов высокой частоты высокого напряжения величина потерь пропорциональна квадрату напряжения и частоте тока. Приведенные значения диэлектрических потерь эмали прототипа также недостаточны для диэлектрического барьера электродов высокочастотного озонатора. Достигаемым техническим результатом является повышение ТКЛР и электрической прочности и снижение угла диэлектрических потерь.

Указанный технический результат достигается тем, что диэлектрическое покрытие для изделий из нержавеющей стали имеет следующий состав, мас. SiO2 42,0-62,7 Li2O 2,0-8,0 Na2O 7,0-16,0 K2O 2,0-8,0 ВаО 3,0-11, 0 SrO 3,0-7,0 В2О3 1,0-6,0 РbO 3,0-10,0 СоО 0,2-2,0 NiO 0,1-1,0 Na2SiF6 0,1-4,0
Предлагаемый состав эмали отличается от известного дополнительным наличием компонентов Li2O, SrO, Na2SiF6, а компоненты SiO2, Na2O, B2O3, K2O, ВаО, PbO, CoO, NiO общие для обоих составов, имеют отличительные пределы содержания, мас. SiO2 42,0-62,7 Li2O 2,0-8,0 Na2O 7,0-16,0 К2О 2,0-8,0 ВаО 3,0-11,0 SrO 3,0-7,0 В2О3 1,0-6,0 PbO 3,0-10,0 CoO 0,2-2,0 NiO 0,1-1,0 Na2SiF6 1,0-4,0
Совместное введение Li2O, SrO, Na2SiF6 при выбранном соотношении компонентов в предлагаемом покрытии позволило повысить ТКЛР и электрическую прочность и снизить угол диэлектрических потерь.

Ниже приведены конкретные составы предлагаемого изобретения и пределы содержания компонентов прототипа (табл. 2).

Варку эмали проводили при температуре 1250оС с течение 90-100 мин, после чего расплав выливали в воду и получали фритту. Затем фритту размалывали с добавлением воды, глины, буры в шаровых мельницах и получали шликер.

Подготовка поверхности изделий под эмалирование включает образование окисной пленки путем термического обжига в окислительной атмосфере.

Покрытие на изделие наносят послойно до толщины 0,9-1 мм. Обжиг каждого слоя покрытия производят при температуре 740оС. Толщина одного слоя покрытия после обжига составляет 0,15 мм.

Результаты определения свойств предлагаемого покрытия представлены в табл. 3.

Из табл. 3 следует, что предлагаемое покрытие обладает более стабильными значениями диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь в сравнении с прототипом. Тангенс угла диэлектрических потеpь при этом на порядок ниже, чем для прототипа, что обеспечивает повышение электрической прочности и надежности. Это свидетельствует о преимуществах предлагаемого покрытия в качестве диэлектрического барьера электродов высокочастотных озонаторов.

Реферат

Изобретение относится к эмалированию металлических изделий из нержавеющей стали, в частности к составам силикатных эмалей, используемых в качестве диэлектрического барьера в приборах, а также электродов генераторов озона. Сущность: диэлектрическое покрытие для изделий из нержавеющей стали содержит следующие компоненты мас. %:оксид кремния 42,0-62,7, оксид лития 2,0-8,0, оксид натрия 7,0-16, оксид калия 2,0-8,0, оксид бария 3,0-11,0, оксид стронция 3,0-7,0, оксид бора 1,0-6,0, оксид свинца 3,0-10,0, оксид кобальта 0,2-2,0, оксид никеля 0,1-1,0, кремнефтористый натрий 1,0-4,0. Свойства покрытия: температура начала размягчения 405-411oС, диэлектрическая проницаемость 8,2-9,5, ТКЛР (119-130) • 10-7 1/град, тангенс угла диэлектрических потерь 0,05-0,08, электрическая прочность 25-30 кВ/мм. 3 табл.

Формула

ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОКРЫТИЕ ДЛЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ, включающее SiO2, Na2O, K2O, BaO, B2O3, PbO, CoO, NiO, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит Li2O, SrO, Na2SiF6 при следующем соотношении компонентов, мас.
SiO2 42,0 62,7
Na2O 7 16
К2О 2 8
ВаО 3 11
В2О3 1 6
PbO 3 10
CoO 0,2 2,0
NiO 0,1 1,0
Li2O 2 8
SrO 3 7
Na2SiF6 1 4

Патенты аналоги

Авторы

Патентообладатели

Заявители

СПК: C03C8/10 C03C2207/04

Публикация: 1996-05-10

Дата подачи заявки: 1994-03-28

0
0
0
0
Невозможно загрузить содержимое всплывающей подсказки.
Поиск по товарам