DE1925900A1 - Verfahren zur Herstellung von Isoliermaterial mit hohem elektrischen Widerstand - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Isoliermaterial mit hohem elektrischen Widerstand

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DE1925900A1 DE19691925900 DE1925900A DE1925900A1 DE 1925900 A1 DE1925900 A1 DE 1925900A1 DE 19691925900 DE19691925900 DE 19691925900 DE 1925900 A DE1925900 A DE 1925900A DE 1925900 A1 DE1925900 A1 DE 1925900A1
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watts
silica gel
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electrical resistance
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Termin Dipl-Chem Dr Erich
Keddeinis Dipl-Chem D Heinrich
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    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
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Description

OZ 69 063 (1581)
Troisdorf, den 16.Mai 1969
DYNAMIT FOBEL AKTIENGESELLSCHAFT Troisdorf, Bez. Köln
Verfahren zur Herstellung von Isoliermaterial mit hohem elektrischen "Widerstand
Erschmolzenes oder gesintertes, gekörntes Magnesiumoxid wird seit langem zur Herstellung von Isoliermaterial in der Elektrotechnik verwendet und dient dort zur Füllung von Heizrohren oder zur Herstellung von Isolierkörpern. Die chemische Zusammensetzung der Magnesia bewegt sich dabei in folgenden Grenzen:
MgO 94-98 Gew.-Ji
SiO2 -1,0-3,5 Gew. ,-Ji
OaO 0,5 - 2,0 Gew.-?ί
Al2O3 0,02 - 0,25 Gew,-Ji
Fe2O3 0,01 - 0,10 Gew.-Ji
NiO 0,01 - 0,03 Gew.-Jf
SO- 0,005 - Q Gew.-Jt
Cl 0,005 - 0 Gew.-^
B3O3 0,005 - 0 Gew.-Ji
TiO2 0,005 - 0 Gew.-#
Na2O 0,003 - 0,02 Gew.-Ji K2O · 0,001 -0,003 Gew.-Ji
In der Korngrößenverteilung unterscheiden sich die handelsüblichen Korngemische nur unwesentlieh. Der elektrische Widerstand der daraus hergestellten Isoliermaterialien dagegen ist sehr unterschiedlich. Dies zeigt eich besonders dann, wenn dae
r .2 -
009848/1532 bad ORfQiNAL
Material Temperaturen ausgesetzt wird, die ca. 8000C - 9000C übersteigen. Die Ursachen dafür sind nicht eindeutig zu erklären. Die gemessenen Ableitströme, die umgekehrt proportional den Widerständen sind, schwanken trotz ähnlicher chemischer Zusammensetzung bei einer spezifischen Oberflächenbelastung von z.B. 10 Watt/cm zwischen ca. 6mA und ca. 40 m A.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun ein Verfahren zur Herstellung von Isoliermaterial mit hohem elektrischen Widerstand aus gekörntem, erschmolzenem oder gesintertem Magnesiumoxid mit einem Reinheitsgrad von über 94 Gew.-$, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man dem gekörnten Gut vor der an sich bekannten Weiterverarbeitung zum Isoliermaterial O,1 bis 7» vorzugsweise 1 bis 5 Gew.-$ Zieselgel mit hoher spezifischer Oberfläche und einer Korngröße unter 370/1, vorzugsweise unter TO Ais zumischt. Unter Isoliermaterial sollen dabei Füllungen für elektrische Heizkörper oder geformte keramische Isolatoren verstanden werden.
Die Oberfläche des zugesetzten Kieselgels beträgt dabei vorzugsweise 50 bis 1100 m /g. Ein solches Material ist z.B. im Chemie-Lexikon von Römpp, 6. Auflage auf den Seiten 83» 3243 und 5915 beschrieben.
Mit dem Verfahren gemäß der Erfindung erreicht man eine erhebliche Steigerung des elektrischen Widerstandes, was besonders überraschend ist, da nach bisheriger Ansicht Zusätze von SiOg die Leitfähigkeit von MgO stark erhöhen; vergleiche Gmelin, Band Magnesium B 1/4, 27, Seite 45.
- 3 009848/Ί532
Die folgenden Beispiele sollen die Erhöhung der Widerstände demonstrieren.
Die Korngrößenverteilung der erschmolzenen oder gesinterten Elektromagnesiakorngemische war dabei folgende:
0,25 - 0,36 mm 30 Gew.-#
- 0,12 - 0,25 mm 45 Gew.-#
0,07 - 0,12 mm 15 Gew.-#
0,044 - 0,07 mm 10 Gew.-^
Das 96 folge Material hatte die Zusammensetzung
MgO " 95,8 %
SiO2 1', 54 %
Al2O3 0,02 %
Fe2O3 0,34 1°
CaO 2,31 £
NiO 0,026 %
B2O, 0,005 #
so3 0,005 $>
Cl 0,005 1°
TiO2 0,005 %
Na2O 0,005 $>
κ2ο 0,005 %
Das 97 $ige Material hatte die Zusammensetzung
MgO 97,2 ?i
SiO2 1,59 $>
CaO 1,05 96
- 4 -009848/1532
Fe2O5 0,030 *
NiO 0,014 95
Al2O3 0,04 96
B2O3 0,005 96
so3 0,005 96
Cl 0,005 *
Na2O 0,005 96
κ2ο 0,005
TiO2 0,005 *
Die Messung der Ableitströme, die umgekehrt proportional den Widerständen sind, wurde in Edelstahlrohren vorgenommen, wie sie ähnlich auch in der Elektrotechnik verwendet werden. Die Rohre hatten folgende Abmessungen:
Länge: 500 mm,
Durchmesser: 10 mm (vor dem Verdichten),
Wandstärke: 0,75 mm.
Nach dem Füllen wurden die Rohre auf einen Durchmesser von 8,2 mm reduziert. Die Heizwendeln hatten einen Durchmesser von 3 mm bei einer Drahtstärke von 0,3 mm. Die Prüfspannung zwischen Heizwendel und Rohrmaterial betrug 500 V. Der zugeführte Wechselstrom hatte eine Spannung von 220 V.
- 5 -009848/1532
Beispiel 1:
Elektrisch, erschmolzenes MgO mit 97 $ MgO.
Ableitströme in m A bei einer spez. Oberflächenbelastung von:
5 Vatt 6 Watt 7 Watt 8 Watt 9 Watt 10 Watt
ohne Kieselgel 0,28 0,64 1,56 4,10 9,20 24,20
mit 1 Gew.-# 0,17 0,28 0,50 0,86 1,92 4,60
Kieselgel der
Körnung: 20 -
200 m ^i; mittle
re Korngröße
100 m μ
spez.oberfl.:
660 nr/g
Beispiel 2:
Elektrisch erschmolzenes MgO mit 97 # MgO.
Ableitströme in m A bei einer spez. Öberflächenbelastung von:
5 Watt 6 Watt 7 Watt 8 Watt 9 Watt 10 Watt
ohne Kieselgel 0,28 0,64 1,56 4,10 9,20 24,20
mit 5 Gew.-# 0,29 0,45 0,78 1,13 1,68 3,40
Kieselgel der
Körnung: 20 -
200 m/i; mittle
re Korngröße
100 m μ
spez.Oberfl.:
660 m2/g
Beispiel 3:
Gesintertes Magnesiumoxid für keramische Zwecke (96 # MgO).
Ableitströme in m A bei einer spez, Öberflächenbelastung voni
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5 Watt 6 Watt 7 Watt 8 Watt 9.Watt 10 Watt
ohne Kieselgel 7,30 8,30 8,90 10,60 14,70 19,70
rait 2,3 Gew.-#
Kieselgel der
Körnung: 20 -
200 mp.; mittle
re Korngröße
100 m μ
spez.Qberfl.:
660 m2/g		 3,80 4,0 4,0 3,80 4,40 5,40
Beispiel 4:
Elektrisch erschmolzenes MgO mit 97 $> MgO.
Ableitströme in m A bei einer spez. Oberflächenbelastung von:
5 Watt 6 Watt 7 Watt 8 Watt 9 Watt 10 Watt
ohne Kieselgel 0,28 0,64 1,56 4,10 9,20 24,20
mit 1 Gew.-#
Kieselgel (Han
delsname (Aero-
sil) der Kör
nung: ca. 20 π/ι
spez.Oberfl.:
200 m2/g		 0,18 0,35 0,80 1,98 5,80 12,60
009848/1532

Claims (3)

  1. Patentansprüche
    1/ Verfahren zur Herstellung von Isoliermaterial mit hohem elektrischen Widerstand aus gekörntem, erschmolzenem oder gesintertem Magnesiumoxid mit einem Reinheitsgrad von über 94 Gew.-#, dadurch gekennzeichnet, daß man dem gekörnten Gut vor der an sich bekannten Weiterverarbeitung zum Isoliermaterial 0,1 bis 7, vorzugsweise 1 bis 5 Gew.-^ Kieselgel mit hoher spezifischer Oberfläche und einer Korngröße unter 370yu, vorzugsweise unter 10 ja, zumischt.
  2. 2. Gekörntes, erschmolzenes oder gesintertes MgO mit einem Reinheitsgrad über 94 Gew.-#, gekennzeichnet durch einen Gehalt von 0,1 bis I1 vorzugsweise 1 bis 5 Gew.-$ Kieselgel mit hoher spezifischer Oberfläche und einer Korngröße unter 370 «, vorzugsweise unter 70 ii.
  3. 3. Material gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
    Oberfläche des Kieselgels vorzugsweise 50 bis 1100 m /g beträgt.
    Dr.Mi/Mi.-
    009848/1532
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