Электротехнические материалы

Лабораторные работы

 авторы: д.т.н., профессор Целебровский Ю.В. , д.ф.м.н., профессор Коробейников С.М., аспирант Дрожжин А.П., н.с. Нестеров С.В., н.с. Черненко Н.А.

Лабораторная работа 

№ 6

Изготовление низкотемпературной керамики для проволочного резистора 

 Пояснения к работе:

1.  Полный цикл изготовления резистора включает в себя:

• подготовку формовочной массы;

• навивку и обжиг спиралей из нихрома;

• формовку тела резистора со спиралями;

• обжиг тела резистора;

• изготовление фланцев;

• изготовление защитного покрытия из кремнийорганической резины;

• сборку резистора;

• испытание резистора.

В процессе работы студенты знакомятся с полным циклом изготовления, оборудованием для изготовления и выясняют назначение и состав каждой из названных операций. 

2.  Подготовка сырья для низкотемпературной керамики состоит из следующих основных операций:

2.1. Дробление и рассев глинистого сырья.

• Пробу глины массой примерно 3 кг высушивают до постоянной массы в сушильном шкафу при температуре 70 - 80 ⁰С.
  

• Высушенная глина подвергается ручной сортировке: из нее удаляются каменистые включения и посторонние примеси.
  

• Подготовленную глину небольшими порциями измельчают в фарфоровой ступке в порошок.
  

• Измельченную глину просеивают через набор сит с диаметром отверстий 1 - 3 мм, собранный в колонку с поддоном.
  

• Остаток пробы на верхнем сите вновь растирают в ступке и просеивают до полного прохождения через сито с диаметром отверстий 1 мм.

2.2. Определение насыпного (объемного) веса (массы) глины.

Насыпным (объемным) весом (массой) называется вес единицы объема сыпучего материала в естественном состоянии. 
Он определяется следующим образом:

• Подготовленную по п. 2.1 глину насыпают тонкой струйкой в литровый сосуд.

• Излишне всыпанный материал удаляют линейкой с середины сосуда в стороны.

• Заполненный глиной сосуд взвешивают.

• Глину из сосуда высыпают в сферическую чашу для технологической операции по п. 2.3, а освободившийся сосуд взвешивают вновь.

• Насыпной вес вычисляется по формуле:

где V - объем сосуда, М₁ - вес сосуда с глиной, М₀ - вес сосуда без глины.

2.3. Затворение глины водой производят в следующем порядке:

·     Из подготовленной глины отвешивают порцию в 1 кг.

·     Порцию массой 1 кг помещают в сферическую чашу, предварительно протертую влажной тряпкой.

·     В подготовленной навеске делают лунку и вливают теплую воду в количестве 80 мл.

·     Глину перемешивают с водой вручную, растирая и разминая тщательно все комочки до получения однородной массы.

·     Хорошо перемешанную глину протирают через сито с диаметром отверстия 2 мм, помещают в сборную емкость и плотно закрывают.

2.4. Определение формовочной влажности глины.

Формовочной влажностью называют весовое отношение свободной влаги в глине к весу материала. Определяется формовочная влажность следующим образом:

·     Из подготовленной в п. 2.3 глины берут порцию, которой заполняют предварительно взвешенную металлическую бюксу.

·     Бюксу вместе с глиной взвешивают и помещают в сушильный шкаф, где глина сохнет до постоянного веса при температуре 100 - 110 ⁰С.

·     Высушенную пробу охлаждают и взвешивают.

·     Расчет формовочной влажности производят по формуле:

где w₀ - относительная влажность глины в %,

      g₁ - масса влажной навески,

      g₂ - масса абсолютно сухой навески,

      g_б - масса бюксы.

Нормальной формовочной влажностью считается такая, при которой затворенная глина сохраняет приданную ей форму без ползучей деформации и при раскатывании не прилипает к рукам и к металлу.

3.  Оформление отчета по работе.

Все указанные операции выполняет каждый член бригады.

В отчете должны быть представлены:

·     описание стадий производства резистора и применяемое оборудование;

·     описание технологии подготовки сырья для низкотемпературной керамики с предложениями по совершенствованию технологии;

·     результаты измерений, полученные каждым студентом по форме:

·     средние значения полученных результатов с описанием возможных причин отклонений отдельных измерений.

1. Измерение удельного сопротивления и определение температурного коэффициента удельного сопротивления металлов.
   




2. Определение диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь различных диэлектриков
   




3. Исследование композиционного резистивного материала ЭКОМ
   




4. Определение электрической прочности воздуха и трансформаторного масла.
   




5. Измерение твердости материалов
   




6. Изготовление низкотемпературной керамики