СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННОЙ СТЕКЛОЭМАЛИ Российский патент 2012 года по МПК C03C8/20 

Описание патента на изобретение RU2453514C1

Изобретение относится к области силикатов, в частности к способу получения электроизоляционных стеклоэмалей, которые применяются в качестве диэлектрического барьера электродов озонаторного оборудования, работающих в условиях барьерного разряда.

Для создания высокоэффективных установок озонаторного типа необходимо использовать диэлектрический барьер, обладающий высокими значениями диэлектрической постоянной и низкими значениями диэлектрических потерь. По справочным данным, производительность установки зависит от формы получаемого в ней барьерного разряда, которая в свою очередь имеет связь с диэлектрической постоянной используемого в генераторе озона барьера. Также стеклоэмаль должна обладать хорошей кроющей способностью, дилатометрическими характеристиками, близкими к металлической подложке, и высокой прочностью сцепления с металлом.

Известен состав электроизоляционной эмали для электродов озонатора из малоуглеродистой стали, мас.% содерж.: SiO2 37,6-40; Na2O 7,1-8,2; B2O3 1,2-3,6; K2O 0,7-3,3; CaO 2-2,3; Li2O 2,9-3,3; SrO 2,0-3,6; Zr2O 1,8-4,9; Na2SiF6 0,6-3,6; CoO 0,6-1,1; SrTiO3 28,6-41,2 [Патент РФ №2081070, класс C03C 8/06, 1997 г.].

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является состав, мас.% содерж.: SiO2 25-35; ВаО 35-45; CaO 4-7; SrO 3-8; CdO 4,5-6; MnO 0,2-1; K2O 3-5; Na2O 1-4; B2O3 3-75; МоО3 0,5-1; Cr2O3 0,5-1; CoO 0,5-1; NiO 0,5-1 [Патент РФ №2209786, класс C03C 8/02, 2003 г.]. Данный состав имеет диэлектрическую проницаемость 11,3-13,0; ТКЛР (142-154)·10-7 1/°C, тангенс угла диэлектрических потерь (2,7-4,1)·10-3, температуру варки эмали 1250°C, температуру обжига эмали 700-720°C. Недостатком такого состава являются пониженные диэлектрические характеристики, в частности низкая диэлектрическая проницаемость.

Техническим результатом изобретения является увеличение значений диэлектрической проницаемости при сохранении остальных физико-химических показателей.

Указанный технический результат достигается тем, что способ получения электроизоляционной стеклоэмали включает в себя варку фритты состава: SiO2, BaO, CaO, SrO, CdO, MnO, K2O, Na2O, B2O3, МоО3, Cr2O3, Co2O3, NiO, отличающийся тем, что состав дополнительно содержит Na3AlF6 и CaF2 при следующем соотношении компонентов в мас.%: SiO2 - 20.0-25.0, CaO - 4.5-12.0, SrO - 1.0-2,0, CdO - 2.,0-3.0, MnO - 0.1-0.5, K2O - 3.0-4.0. Na2O - 1.0-1.5, B2O3 - 5.0-5.5, CaF2 - 4.0-5.0, MoO3 - 0.5-0.8, Cr2O3 - 0.5-0.8, Co2O3 - 0.1-0.5, NiO - 0.1-1.0, Na3AlF6 - 0.1-0.5, BaO - остальное и тем, что варку проводят при 1150-1200°C; измельчение полученного продукта и введение 5-10% SrTiO3 от массы фритты.

Метатитанат стронция вводится в количестве 5; 7,5 и 10 мас.% от общей массы фритты.

В качестве сырьевых материалов использовались: кварцевый песок;

борная кислота; карбонаты: бария, кальция, стронция, кадмия, калия, натрия; оксиды: марганца, никеля, молибдена, хрома, кобальта; криолит, флюорит и метатитанат стронция.

Пример 1. Для приготовления стеклоэмалевой фритты сырьевые компоненты взвешивались на технических весах с точностью до 0,01 г согласно химическому составу, приведенному ниже, и тщательно перемешивались до получения однородной шихты.

Состав стеклоэмалевой фритты содержит следующие компоненты, мас.%: SiO2 - 25,0; CaO - 4,5; SrO - 1,0; CdO - 2,0; MnO - 0,1; K2O - 3,0; Na2O - 1,0; BrO3 - 5,5; CaF2 - 4,0; MoO3 - 0,5; Cr2O3 - 0,5; Co2O3 - 0,1; NiO - 0,1; Na3AlF6 - 0,1; BaO - 52,6.

Варку стекол осуществляли в корундовых тиглях в электрической лабораторной печи с силитовыми нагревателями. Температура варки - 1150°C, выдержка при максимальной температуре - 60 минут. Выработку стекломассы осуществляли путем грануляции расплава стекломассы в воде. Гранулят измельчают в шаровой мельнице. Полученный порошок взвешивали на технических весах с точностью до 0,01 г. Навеску стеклоэмалевой фритты в количестве 500 г смешивали до однородного состояния с предварительно взвешенной добавкой метатитаната стронция в количестве 50 г (10% от массы стеклоэмалевой фритты). Перед нанесением поверхность металлической подложки подвергается предварительной обработке: пескоструйная обработка и обезжиривание. Нанесение проводится методом электростатического осаждения. Покрытие наносится послойно до толщины 0,3-0,5 мм. Обжиг каждого слоя осуществляется при температуре 840°C.

В результате были получены следующие данные: диэлектрическая проницаемость 22; тангенс угла диэлектрических потерь 0,005, прочность эмалевого покрытия на удар составляет 2,3 Дж.

Синтез остальных составов, а также нанесение эмалевых покрытий проводят аналогично вышеуказанному примеру (см. Таблицы 1 и 2).

Заданный технический результат обеспечивается совокупным влиянием добавки метатитаната стронция как материала, принадлежащего к сегнетоэлектрикам и обладающего высокими значениями диэлектрической проницаемости, и компонентов, дополнительно вводимых в состав фритты, которые улучшают плавкие свойства, обеспечивают хорошую растекаемость и прочное сцепление эмали с металлической подложкой. Таким образом, проведенный сопоставительный анализ показал, что предлагаемый способ получения электроизоляционной стеклоэмали отличается от известного более высокими значениями диэлектрической проницаемости, а также достаточной степенью сцепления эмалевого покрытия с металлической подложкой. Это свидетельствует о преимуществе предлагаемой эмали по сравнению с прототипом.

Таблица 1 Химический состав стеклоэмалевой фритты Компоненты Составы эмалей, масс.% Температура варки, °C 1 2 3 Прототип 1150 1150 1200 1250 SiO2 25,0 23,0 20,0 25,0-35,0 BaO 52,6 46,5 42,9 35,0-45,0 CaO 4,5 9,0 12,0 5,0-6,0 SrO 1,0 1,5 2,0 4,0-7,0 CdO 2,0 2,5 3,0 4,5-6,0 MnO 0,1 0,3 0,5 0,2-1,0 K2O 3,0 3,5 4,0 3,0-3,5 Na2O 1,0 1,3 1,5 1,0-2,0 B2O3 5,5 5,5 5,5 3,0-7,0 CaF2 4,0 4,5 5,0 - MoO3 0,5 0,65 0,8 0,5-1,0 Cr2O3 0,5 0,65 0,8 0,5-1,0 Co2O3/CoO 0,1 0,3 0,5 /0,5-1 NiO 0,1 0,5 1,0 0,5-1,0 Na3AlF6 0,1 0,3 0,5 -

Таблица 2 Рецепт электроизоляционной стеклоэмали Состав Количество эмалевой фритты, г. Количество SrTiO3 процент введения(в зависимости от массы фритты), масс.% масса, г 1 500,0 5,0 25,0 2 500,0 7,5 37,5 3 500,0 10,0 50,0

Таблица 3 Свойства предлагаемых стеклоэмалей Свойства Единицы измерения Значения свойств для предлагаемых составов Прототип 1 2 3 Диэлектрическая проницаемость - 11 12,2 22 7,1-7,8 Тангенс угла диэлектрических потерь - 0,01 0,008 0,005 0,0014-0,002 Прочность на удар Дж 2,33 1,75 1,97 -

Похожие патенты RU2453514C1

название год авторы номер документа
ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННАЯ СТЕКЛОЭМАЛЬ 2010
  • Семин Михаил Александрович
  • Новоселова Полина Николаевна
RU2453513C1
ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННАЯ СТЕКЛОЭМАЛЬ ДЛЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ 2012
  • Пуресев Николай Иванович
  • Пуресева Ольга Александровна
  • Гордееня Евгений Аркадьевич
  • Чумакова Татьяна Ивановна
  • Тарасов Юрий Васильевич
RU2526445C2
ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННАЯ ЭМАЛЬ ДЛЯ ДЕТАЛЕЙ ИЗ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ 1999
  • Семин М.А.
  • Хмельнова Н.Ю.
RU2203233C2
ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННАЯ ЭМАЛЬ 2001
  • Семин М.А.
  • Зеленченкова Е.Н.
RU2209786C2
Жаростойкое полифункциональное покрытие 2023
  • Денисова Валентина Сергеевна
  • Закалашный Александр Вадимович
  • Куликова Ольга Валентиновна
  • Власова Ольга Викторовна
  • Агарков Александр Борисович
  • Лепщиков Владимир Геннадьевич
  • Янсон Татьяна Ивановна
  • Гаврилов Сергей Владимирович
RU2812460C1
ЭМАЛЬ "СТАВАН" 2001
  • Перминов А.А.
  • Смирнов Л.А.
  • Дерябин А.А.
  • Казак К.В.
RU2203234C2
Силикатное эмалевое покрытие для внутренней защиты стальных трубопроводов 2020
  • Яценко Елена Альфредовна
  • Климова Людмила Васильевна
  • Смолий Виктория Александровна
  • Рябова Анна Владимировна
  • Гольцман Борис Михайлович
RU2769688C2
СОСТАВ СТЕКЛОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО ПОКРЫТИЯ ДЛЯ СТАЛЬНОЙ ХИМИЧЕСКОЙ АППАРАТУРЫ 2018
  • Фарин Дмитрий Викторович
  • Рябова Анна Владимировна
  • Михайлов Александр Иванович
RU2750530C2
ЭМАЛЬ 2007
  • Щепочкина Юлия Алексеевна
RU2343123C2
ФРИТТА ДЛЯ ЭМАЛЕВОГО ПОКРЫТИЯ 1991
  • Бондарев Ю.А.
  • Агеев Е.Е.
  • Епихин М.А.
  • Лемякин В.П.
  • Липоватый Б.Н.
  • Кетько К.К.
  • Дегтяренко В.Ф.
  • Кочмарев В.М.
RU2008283C1

Реферат патента 2012 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННОЙ СТЕКЛОЭМАЛИ

Изобретение относится к способу получения электроизоляционных стеклоэмалей, которые могут быть использованы в качестве диэлектрического покрытия на металлических подложках различных типов. Технический результат изобретения заключается в повышении диэлектрической проницаемости. Осуществляют варку фритты следующего состава, мас.%: SiO2 - 20,0-25,0, CaO - 4,5-12,0, SrO - 1,0-2,0, CdO - 2,0-3,0, MnO - 0,1-0,5, K2O - 3,0-4,0, Na2O - 1,0-1,5, B2O3 - 5,0-5,5, CaF2 - 4,0-5,0, MoO3 - 0,5-0,8, Cr2O3 - 0,5-0,8, Co2O3 - 0,1-0,5, NiO - 0,1-1,0, Na3AlF6 - 0,1-0,5, BaO - остальное. Варку проводят при 1150-1200°С. Полученный продукт измельчают, после чего вводят 5-10% SrTiO3 от массы фритты. 1 пр., 3 табл.

Формула изобретения RU 2 453 514 C1

Способ получения электроизоляционной стеклоэмали путем варки фритты состава SiO2, BaO, CaO, SrO, CdO, MnO, K2O, Na2O, B2O3, MoO3, Cr2O3, Co2O3, NiO, отличающийся тем, что состав дополнительно содержит Na3AlF6 и CaF2 при следующем соотношении компонентов, мас.%: SiO2 - 20,0-25,0, CaO - 4,5-12,0, SrO - 1,0-2,0, CdO - 2,0-3,0, MnO - 0,1-0,5, K2O - 3,0-4,0, Na2O - 1,0-1,5, B2O3 - 5,0-5,5, CaF2 - 4,0-5,0, MoO3 - 0,5-0,8, Cr2O3 - 0,5-0,8, Co2O3 - 0,1-0,5, NiO - 0,1-1,0, Na3AlF6 - 0,1-0,5, BaO - остальное, и варку проводят при 1150-1200°С, полученный продукт измельчают, после чего вводят 5-10% SrTiO3 от массы фритты.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2012 года RU2453514C1

ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННАЯ ЭМАЛЬ 2001
  • Семин М.А.
  • Зеленченкова Е.Н.
RU2209786C2
СТЕКЛОКЕРАМИЧЕСКОЕ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОКРЫТИЕ ДЛЯ МАЛОУГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ 1995
  • Мартынова Елена Борисовна[Ru]
  • Лунин Валерий Васильевич[Ru]
  • Вобликова Валентина Андреевна[Ru]
  • Шаброва Евдокия Алексеевна[Ua]
RU2081070C1
Диэлектрическое покрытие для малоуглеродистых сталей 1990
  • Шаброва Евдокия Алексеевна
  • Корниленко Валентина Ивановна
  • Ерохина Лариса Ивановна
  • Ломан Галина Ивановна
  • Курочка Лидия Павловна
  • Гладилина Лариса Борисовна
SU1794903A1
Состав для диэлектрического покрытия электродных элементов 1989
  • Певзнер Б.З.
  • Ермилов В.И.
  • Гаврилюк В.Д.
  • Нестеренко В.М.
SU1669144A1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКСИДИАЛКИЛПЕРЕКИСЕЙ 0
  • И. Елагин Т. И. Юрже Львовский Политехнический Институт
SU358933A1
ПРИБОР ДЛЯ ГРАФИЧЕСКОГО ПОСТРОЕНИЯ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ТЯГОВЫХ РАСЧЕТОВ КРИВЫХ ВИДА: DX/DT=TGα=Y/β 1928
  • Поросятников А.В.
SU18559A1

RU 2 453 514 C1

Авторы

Семин Михаил Александрович

Новоселова Полина Николаевна

Даты

2012-06-20Публикация

2010-10-28Подача