Масса для изготовления токопроводящего покрытия

05 3/12 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ МАССА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОКОПРОВОДЯЩЕГО ПОКРЫТИЯ(71) Заявитель Институт общей и неорганической химии Национальной Академии Наук Беларуси(73) Патентообладатель Институт общей и неорганической химии Национальной Академии Наук Беларуси(57) Масса для изготовления токопроводящего покрытия, включающая порошок алюминия, бентонит и воду,отличающаяся тем, что она дополнительно содержит жидкое натриевое стекло и порошок кварцевого стекла при следующем соотношении компонентов (мас. )порошок алюминия 43,5-68,0 жидкое натриевое стекло 4,7-12,1 порошок кварцевого стекла 9,8-29,2 бентонит 0,4-8,0 вода 12,0-25,4.(56) 1. А.С. СССР 745023, МПК 05 3/14, 1980. 2. А СССР 617405, МПК 03 7/00, 1978. 3. А СССР 790022, МПК 01 1/06, 05 3/14, 1980. 4. А СССР 691426, МПК 03 7/04, 1979 (прототип). Изобретение относится к электротехническим материалам и может найти применение для изготовления электронагревательных элементов различного назначения, работающих до 300 . Известна масса для изготовления токопроводящего покрытия, содержащая токопроводящий наполнитель ферросилиций и связку - жидкое натриевое стекло. Покрытие термообрабатывается при 200-600 в течение 3-30 мин 1. Недостаток таких покрытий - плохая воспроизводимость электросопротивления, высокое удельное поверхностное сопротивление 10-104 О / , отрицательный температурный коэффициент сопротивления (0,05)-(-0,48) .град-1. Известны композиционные токопроводящие покрытия, содержащие стеклосвязку и токопроводящий наполнитель - ферросилиций 2, титан 3. Недостаток таких покрытий - высокая температура формирования 740-950 С , большое сопротивление 1,0-3.103 Ом / . Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к настоящему изобретению является токопроводящая композиция, содержащая (в мас.) ванадатное стекло 24,5-36,5 алюминий (в виде пудры) 7,48-10,69 поташ 0,18-0,26 глину или бентонит 3,08-4,33 и воду 52,03-60,58. Недостаток такой композиции - трудоемкость процесса приготовления токопроводящей массы необходимо просушивать алюминиевую пудру при 220-260 С в течение 5-10 минут, строго соблюдать температурный режим обжига- температура термообработки 720-820 С в течение 2-4 минут. При термообработке менее 2 минут покрытие не спекается, о чем свидетельствует внешний вид и удельное сопротивление (5.106 Ом / ), а при термообработке более 4 минут происходит самовозгорание покрытия. Кроме того, покрытия имеют высокое значение электросопротивления 1,0-31,2 Ом / . Составы масс и свойства токопроводящих покрытий Содержание компонентов, мас. Температура Удельное поверхтермообраностное Жидкое натриеКварцевое Бентонит Вода ботки образсопротивление повое стекло стекло цов, С крытий, Ом / 7,4 7,4 2,2 26,2 660 0,017 Глина или бентонит 3,08-4,33 Не стабильное под нагрузкой, электрический пробой Покрытие прочное-//-//-//-//-//Большое сопротивление, вздутия Покрытие не равномерное по толщине и сопротивлению Покрытие прочное Покрытие не влагостойкое Масса густая, не наносится пульверизатором Масса очень жидкая, стекает с покрываемой поверхности 2318 1 Задача, решаемая данным изобретением, состоит в снижении температуры формирования покрытия, а также создания покрытия с невысоким значением удельного поверхностного сопротивления. Поставленная задача решается тем, что масса для изготовления токопроводящего покрытия, включающая порошок алюминия, бентонит и воду, дополнительно содержит жидкое натриевое стекло и порошок кварцевого стекла при следующем соотношении компонентов (мас. ) порошок алюминия 43,5-68,0 жидкое натриевое стекло 4,7-12,1 порошок кварцевого стекла 9,8-29,2 бентонит 0,4-8,0 вода 12,0-25,4. Пример. Для приготовления массы смешивают 200 г жидкого натриевого стекла состава 20.2,45 02 по ГОСТ 13079-81 (8,2), 362 г порошкообразного алюминия марки ПА-ВЧ по ТУ 48-5-172-77 с размером зерен менее 50 мкм (46,3), 213 г порошка кварцевого стекла (27,2), 13 г бентонита (2,2) и 130 г воды (16,1). Полученную массу методом облива или распыления наносят на диэлектрическую подложку - эмаль. После сушки на воздухе покрытие термообрабатывают 10 минут при 660 С. Полученное покрытие обладает хорошей адгезией к подложке, характеризуется удельным электросопротивлением 0,162 Ом/ , температурным коэффициентом сопротивления (ТКС) 0,2749 .град-1. Кроме того, покрытие характеризуется хорошей стабильностью электросопротивления под нагрузкой. Так, изменение сопротивления при температуре нагрева до 320-350 С составляет 3-4 за 500 часов эксплуатации. Остальные примеры выполнены аналогично и сведены в таблицу. Там же приведены данные по электросопротивлению и ТКС покрытий. Порошок кварцевого стекла вводится в состав массы для улучшения воспроизводимости электросопротивления, а также для повышения стабильности сопротивления под нагрузкой. При содержании порошка кварцевого стекла 7,4 и менее (состав 1), покрытие после термообработки не стабильно под нагрузкой, местами в покрытии наблюдается точечное свечение и, как следствие этого, электрический пробой. Покрытия, содержащие 31,0 и более порошка кварцевого стекла (состав 8), не прочные. На эти покрытия не удается нанести устойчивые контактные электроды. При концентрации жидкого натриевого стекла в массе 3,1 и менее (состав 9), покрытие осыпается с подложки. Увеличение содержания жидкого стекла до 15,4 и более (состав 16) приводит к образованию пузырей и вздутий в покрытии и к увеличению сопротивления. При содержании порошка алюминия в массе 40,3 и менее (состав 16) происходит увеличение сопротивления покрытия до 6,42 Ом/ . При содержании в массе порошка алюминия 70,0 и более (состав 9) уменьшается прочность сцепления покрытий с поверхностью образца, покрытие легко снимается с электроизоляционного основания любым режущим инструментом. Вода и бентонит вводятся в массу для придания ей необходимой рабочей консистенции. При содержании бентонита 0,2 и менее масса расслаивается в процессе нанесения, вследствие чего покрытие получается неравномерное по толщине и сопротивлению, при содержании бентонита в массе 9,0 и более покрытие теряет влагостойкость. Масса, содержащая 9,0 и менее воды, густая, а более 30,0 - жидкая, стекает с покрываемой поверхности,Использование заявляемой массы позволяет формировать токопроводящее покрытие на эмалированной подложке при невысоких температурах - 640-700 С с низким значением удельного поверхностного сопротивления 0,010-0,214 Ом/ . При формировании токопроводящего покрытия из заявляемой массы на стеклоэмалевой подложке увеличивается выход годных нагревательных элементов, примерно, на 20, так как уменьшаются потери из-за нарушения изоляции стеклоэмалевого покрытия. Описываемая масса характеризуется большей ( по сравнению с прототипом 0,8 Вт/см 2) удельной мощностью - до 7 Вт/см 2, что позволяет с одной и той же площади поверхностно-распределенного нагревателя снимать большую тепловую нагрузки либо получать заданную мощность при меньших размерах нагревателя. С использованием заявляемой массы можно изготавливать электрорадиаторы, электрокалориферы. оставитель С.В. Лазарчук Редактор Т.А. Лущаковская Корректор Т.Н. Никитина Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.