Корундовая керамика

Корундовая керамика содержит 95% и более оксида алюминия (Al₂O₃) в качестве основной кристаллической фазы и различные добавки, количество и тип которых определяют особенности технологии и эксплуатационные свойства. Данный вид керамики благоприятно сочетает высокие значения диэлектрических и механических свойств при высокой химической стойкости в различных средах.

Корундовая керамика отличается высокими прочностными свойствами: предел прочности её на изгиб достигает 350-600 МПа, на сжатие - 3000-5000 МПа. Она сохраняет свои прочностные свойства до температур 0,8-0,9 от температуры плавления материала, вследствие высокой прочности ионной связи в кристаллической решётке.

Корундовая керамика устойчива к испарениям при ее эксплуатации в вакууме при температурах 1800-1900°С (потеря массы 0,4-0,5%). При длительной эксплуатации свойства корундовой керамики ухудшаются. Это происходит в результате протекания процессов высокотемпературной рекристаллизации.

Корундовая керамика высокой степени чистоты обладает высокими электрофизическими характеристиками. Средние значения удельного объёмного сопротивления ρ_v при нормальной температуре для корундовой керамики находится в пределах 10¹⁴- 10¹⁶ Ом·см в зависимости от чистоты материала, свойств стекловидной составляющей и структуры. С повышением температуры до 1000°С удельное объёмное сопротивление снижается до 10⁶-10⁷, а при 1500°С – до 10⁴-10³ Ом·см.

Диэлектрическая проницаемость около 12. Тангенс угла диэлектрических потерь tg_δ корундовых электроизоляционных материалов при 100-200°С составляет около (1÷4)∙10^-4 и зависят от фазового состава.

Благодаря перечисленным выше свойствам, данный вид керамики имеет очень широкое применение.

Электрофарфор

Среди тонкой керамики различают электрокерамические материалы, обладающие очень хорошими электроизоляционными свойствами. Так, электрокерамические материалы имеют большое удельное объёмное (ρ_v) и удельное поверхностное сопротивления (ρ_s), большую электрическую прочность (Епр) и сравнительно небольшой тангенс угла диэлектрических потерь (tg_δ).

Одним из таких материалов является электрофарфор. Данный материал обладает плотной структурой из кристаллического и аморфного веществ, т. е. состоит из кристаллической и стекловидной (аморфной) фаз.

Из электрофарфора изготовляют различного рода изоляторы низкого и высокого напряжения, а также различные электроустановочные изделия.

Электрофарфор изготовляют из исходной сырой керамической массы, состоящей из

45-50% пластичных материалов (глины), 25-15% кварца и 30-35% полевого шпата.

Электрофарфор состоит главным образом из стеклообразной массы (аморфной фазы). Это – кварцево-полевошпатовое стекло, образовавшееся в результате плавления частичек полевого шпата и кварца, входящих в состав исходной электрофарфоровой массы. Стекловидная фаза составляет около 60% всей массы фарфора. Наличие в фарфоре стекла обеспечивает ему электрическую прочность и делает его негигроскопичным.

Известно, что электрофарфор не поглощает влагу, но большое количество стекла в фарфоре делает его хрупким, т. е. менее прочным при ударном изгибе.

В таблице приведены основные характеристики электрофарфора, измеренные на образцах, покрытых глазурью.

Электрофарфор является хорошим электроизоляционным материалом и благодаря большой доступности имеет широкое применение.

* Для перевода в единицы СИ надо пользоваться следующим соотношением:

1кгс/см ² ═ 0,98 · 10⁵ н/м ² (ньютон/кв. метр).