Исследование влияния физико-механических свойств слюдяного сырья на качественные характеристики слюдопласта

Актуальность работы. Слюда, входящая в группу породообразующих минералов водных силикатов калия, алюминия, железа, магния и прочих, характеризуется весьма совершенной спайностью по одному направлению (базису). Способность слюд расщепляться на тончайшие листочки в сочетании с их высокой электрической прочностью, малыми диэлектрическими потерями и большой термостойкостью, позволяют применять слюды в качестве изоляционных материалов в электрических машинах, электровакуумных приборах и других устройствах, требующих термостойкой электрической изоляции, использующейся в мощных генераторах и других высоковольтных машинах, в слюдяных конденсаторах, радиолампах и нагревательных приборах.

До последнего времени для слюдяной электрической изоляции использовалась только щипаная слюда, которая получается при расщеплении крупных кристаллов. Остальная же масса этого ценного материала, составляющая около 90% добытого количества, не использовалась в производстве электроизоляционных материалов. Дальнейшее развитие слюдяной и электроизоляционной промышленности по старой технологии при столь низком коэффициенте использования слюдяного сырья не только экономически мало целесообразно, но и практически не осуществимо в связи с отсутствием требуемого количества природных запасов слюды. При современном повышении требований к производимым слюдоматериалам, необходимость модернизации процессов обогащения слюды, использования современных методик проведения мониторинга качества готовой продукции, промышленной разработки новых слюдоматериалов, является важнейшей задачей слюдяной промышленности. [1]. Востребованность промышленного производства слюдопластов для объектов электроэнергетики и машиностроения может быть удовлетворена созданием современных технологий функциональных материалов и изделий с * высоким уровнем физико-технических свойств, безопасности и повышенного ресурса. Результаты исследований, основанных на современных достижениях теории обогащения полезных ископаемых, фундаментальных и глубоких физических исследованиях, необходимы для расширения источников использования сырья природных слюд в производстве современных электроизоляционных материалов.

Цель работы: повышение эффективности производства слюдопласта с заданными физико-механическими свойствами, создание функциональных слюдосодержащих материалов с высоким уровнем технических свойств и повышенным ресурсом? эксплуатации.

В работе решались следующие задачи:

Исследование физико-механических свойств слюды и слюдоматериалов способами современной диагностики для усовершенствования процессов обогащения слюдяного сырья.

Обоснование использования метода диэлькометрии при диагностике параметров слюдопласта на всех этапах его производства.

Разработка оптимальной схемы технологического процесса изготовления слюдопласта, обеспечивающей улучшение его качественных характеристик.

Научная новизна:

1. Разработана и обоснованна методика проведения диагностики качества изготовляемого слюдопласта на всех этапах технологического процесса.

2. Предложена методика определения механических параметров слюдопласта, полученного из сырья струйного помола, при использовании диэлектрических характеристик слюдосодержащих материалов.

3. Впервые теоретически обоснована и экспериментально подтверждена эффективность использования метода двойной термообработки слюдяного сырья струйного помола на повышение качественных характеристик слюдопласта.

Методы исследования. В работе использованы основные положения теории физики диэлектриков и закономерности теории сопротивления материалов. Применялись методы диэлектрической спектроскопии и метод определения удельных поверхностной и объёмной электропроводностей, приемлемые для анализа основных параметров материалов, используемых в электрической изоляции. Применялась методика определения механической прочности слюдобумаг на основе использования разрывной машины.

Практическая значимость. На основании теоретических и экспериментальных исследований получена возможность проведения экспресс-диагностики технологического процесса изготовления слюдопласта на всех этапах его производства. Разработана схема цепи аппаратов промышленного изготовления слюдобумаг.

Реализация результатов работы. Внедрение процесса двойной термообработки слюдяного сырья струйного помола в технологический процесс изготовления слюдопласта позволило получить экономический эффект в сумме 11 500 ООО рублей в год.

I. Классификация, физические и механические свойства слюдяного сырья.

Выводы к главе VI.

1. Анализ результатов вышеизложенных экспериментов позволяет сделать вывод о том, что для повышения механической прочности бумаг необходимо, создать пульпу из тончайших лепестков слюды одинакового гранулированного состава, имеющих ровные плоские поверхности. Такую диспергированную слюду можно получить, используя струйную мельницу. [128, 130].

2. Предложен метод улучшения функциональных характеристик слюдоп ластов двойной термообработкой слюдяного сырья, полученного струйным помолом.

3. Доказано, что при последовательной двойной прокалке слюдяного сырья от 295 К до 570 К, резко увеличивается электропроводность и механическая прочность слюдопласта, изготовленного из данной слюды-сырца. На основании проведенных исследований предложена новая технология изготовления слюдопласта, отличающегося более высоким уровнем механической до.

12−107^-] прочности в условиях воздействия эксплутационных м нагрузок.

4. Проведен комплекс лабораторных, опытно промышленных испытаний разработанного материала, подтвердивших прогнозируемое улучшение уровня его физико-технических свойств и эксплутационных характеристик.