ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННАЯ СТЕКЛОЭМАЛЬ ДЛЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ

Изобретение относится к области технологии силикатов, а именно к электроизоляционным стеклоэмалям, и предназначено для изоляционного покрытия деталей из нержавеющей стали, в частности электродов генераторов озона. Для обеспечения работоспособности озонатора в условиях барьерного разряда необходимо, чтобы диэлектрическое покрытие обладало необходимым набором термомеханических свойств, обеспечивающих целостность покрытия и отсутствие трещин и сколов. Эффективность работы озонатора обеспечивается комплексом диэлектрических свойств стеклоэмалевого барьера.

Аналогом, наиболее близким по технической сущности, является состав, мас. %: SiO₂ 20-25; B₂O₃ 5-5,5; CaO 4,5-12; SrO 1-2; Co₂O₃ 0,1-0,5; CdO 2-3; MnO 0,1-0,5; NiO 0,1-1; Na₂O 1-1,5; K₂O 3-4; CaF₂ 4-5; Cr₂O₃ 0,5-0,8; MoO₃ 0,5-0,8; Na₃AlF₆ 0,1-0,5; BaO - остальное (Патент RU 2453513 C1, класс C03С 8/06, 2012 г.). Этот состав, по- видимому, наиболее совершенный из рассматриваемого класса эмалей, не свободен от недостатков. В частности, имеет недостаточную прочность сцепления с металлом на выпуклых участках малого радиуса и на массивных изделиях сложной формы с неоднородным температурным полем во время операции обжига эмали.

Задачей изобретения является повышение кроющей способности стеклоэмали путем улучшения прочностных характеристик системы «стекло-металл» без ухудшения ее диэлектрических свойств.

Указанный технический результат достигается тем, что электроизоляционная эмаль имеет следующий состав, мас. %: оксид кремния SiO₂ 20-35; оксид бора B₂O₃ 3-7; оксид кальция CaO 4-7; оксид стронция SrO 1,5 - 3; оксид кобальта СоО 0,5-1; оксид кадмия CdO 2,5-6; оксид марганца MnO 0,2-1; оксид никеля NiO 0,5-1; оксид натрия Na₂O 0-2; оксид калия K₂O 1-5; фторид кальция CaF₂ 0-6; оксид хрома Cr₂O₃ 0,5-1; оксид молибдена MoO₃ 0,5-1; криолит Na₃AlF₆ 5-8; оксид алюминия Al₂O₃ 0,1-1,5; оксид бария BaO 45-55. Предлагаемый состав эмали отличается от известного наличием дополнительного компонента Al₂O₃, а общие для обоих составов компоненты CdO, B₂O₃, CaF₂ и Na₃AlF₆ имеют отличительные пределы содержания. Введение Na₃AlF₆ совместно с CaF₂ (или без него) и с Al₂O₃ позволило расширить температурную зону устойчивости стекломатрицы от 700 до 900°C и выше, повысить кроющую способность эмали и устранить образование сколов на выпуклых участках малого радиуса и массивных деталях сложной формы. При этом сохранились высокие диэлектрические свойства стеклоэмали, которые подтверждаются отсутствием снижения эффективности синтеза озона в барьерном разряде повышенной частоты при испытаниях предлагаемой эмали в реальных условиях озонатора.

Примеры конкретных исполнений предлагаемого изобретения и прототипа приведены в таблице 1.

В качестве сырьевых материалов используют кварцевый песок, карбонаты: бария, кальция, кадмия, калия, натрия, борную кислоту, оксиды: марганца, никеля, кобальта, хрома, молибдена, алюминия, фторид кальция, криолит. Сырьевые материалы взвешивают на технических весах и тщательно перемешивают. Готовую шихту засыпают в корундовые или шамотные (высокого качества) тигли и помещают в электропечь. Варку шихты производят при температуре 1220-1250°C с выдержкой при этой температуре в течение 30 минут. Грануляция расплава происходит в воде. Полученную фритту размалывают в шаровых мельницах для нанесения методом электростатического напыления. Изделия перед эмалированием проходят этапы обезжиривания, травления в кислотном растворе, тщательной промывки и сушки. Покрытие на изделия наносят послойно до толщины 0,3-0,8 мм. Обжиг каждого слоя проводят при температуре 800-870°C.