ПРОИЗВОДСТВО ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АККУМУЛЯТОРОВ

СВОЙСТВА СВИНЦОВОГО ПОРОШКА

Качество свинцового порошка характеризуется содержанием в нем окиси свинца, фракционным составом (дисперсностью), структурой (строением) его зерен, насыпной массой, влагоемкостью и цветом порошка.

Насыпная масса, влагоемкость и цвет порошка во многом за­висят от первых трех характеристик порошка. Практически в про­изводстве свинцовый порошок характеризуется этими свойствами и окисленностью.

Содержание окиси свинца в порошке определяется химическим путем и выражается в процентах. Свинцовые порошки с содержа­нием 60—67% окиси свинца применяют для изготовления положи­тельных пластин аккумуляторов, а с содержанием 65—75%—для отрицательных. В последнее время изготовляют свинцовые порош­ки, содержащие 65—72% окиси свинца, которые применяют как для положительных, так и для отрицательных пластин (так назы­
ваемые свинцовые порошки с унифицированными характеристи­ками) .

Насыпная масса — масса одного кубического сантиметра по­рошкообразных материалов, свободно засыпаемых в определенный сосуд. Насыпная масса свинцового порошка определяется при по­мощи высокого стального стаканчика (рис. 87) объемом в 25 см3. Засыпается стаканчик с помощью волюметра, показанного на рис. 88. Порошок постепенно засыпают сверху в воронку прибора.

Падая с одной наклонной полочки на другую, порошок разрыхляется и с небольшой постоянной скоростью с высоты 15 мм наполняет стакан. Полу­ченная масса порошка в стака­не, деленная на его объем, дает - значение его насыпной массы,

Выражаемой в г/см3. Разные типы мельниц дают свинцовые порош­ки с разной насыпной массой. Насыпная масса может быть от 1,5 до 2,6 г/см3. Режим работы мельниц настраивается так, чтобы дан­ная мельница независимо от типа давала порошки с насыпной мас­сой, отличающейся на ±0,1. Например, порошок из ситовой мель­ницы может выпускаться при определенных условиях с насыпной массой в пределах 1,9—2,1 или 2—2,2 г/см3.

Влагоемкость, или влагоудерживающая способность порошка, выражается количеством воды в миллилитрах, пошедших на 1 кг
свинцового порошка, когда приготовляемая из него водная паста из трудно перемешиваемой вязкой смеси переходит в эластичную, легко перемешиваемую. Пробу производят, перемешивая шпателем 50 г свинцового порошка в фарфоровой чашке и подливая воду из мерной бюретки.

Малоокисленные легкие порошки из мельниц с периферической разгрузкой имеют наибольшую влагоемкость ■—до 160 мл/кг. Высо - коокисленные свинцовые порошки из конической мельницы обла­дают наименьшей влагоемкостью — 90—110 мл/кг. Маловлагоем­кие свинцовые порошки дают пас­ту более жидкой консистенции с плохими намазочными свойства­ми. Уменьшение воды или увели­чение содержания сернокислого свинца в рецепте позволяет полу­чить из таких порошков пасты нормальной консистенции и с удобными намазочными свойст­вами.

Дисперсность (фракционный состав свинцового порошка) оп­ределяется с помощью набора сит, состоящих из четырех номе­ров сеток —028, 016, 008, 004 ГОСТ 3584—73.

Рассев свинцового порошка на ситах диаметром 100 мм произ­водится на вибростенде (рис. 89). Амплитуда вибрации 1—1,5 мм; частота 60—80 Гц, т. е. 60—80 ко­лебаний в секунду, навеска при определении берется в 5 г; время рассева — 15 мин.

Одновременно на вибростенде можно устанавливать до четырех наборов сит. Это достаточно для удовлетворения потребности про­изводства.

Применяется также метод рассева промывкой ацетоном. Засы­панная на верхнее в наборе крупное сито навеска свинцового по­рошка массой 0,5—3 г неоднократно обмывается ацетоном. Отсеян­ные фракции порошка высушивают и взвешивают. В этом случае слипшиеся зерна рассеиваются хуже, но отпадает необходимость в применении вибрационного прибора.

Порошки характеризуются группой фракций: крупных, остаю­щихся на сите 016, и мелких, проходящих через самое мелкое сито 004. Эти группы фракций соответственно обозначаются «+016» и «—004». Знак « + » означает массу всех фракций, оставшихся на данном сите, знак «—» — массу фракций, прошедших через сито.

Свинцовые порошки с содержанием крупных фракций +016 больше 10% применять не рекомендуется из-за их малой активно­
сти. Мелкие свинцовые порошки, содержащие более 65% фрак­ций —004, повышают начальную емкость положительных пластин, но требуют изготовления паст из них с плотностью в пластинах не менее 4,6 г/см3 для сохранения необходимого срока службы.

Структура зерен свинцового порошка зависит от того, каким способом образующийся в барабане мельницы порошок удаляется из него, а также от режима работы установки и содержания окиси в порошке.

Структура зерна закладывается в момент измельчения металла шариков. При ударах шарика о шарик и о стенку вращающегося барабана пластический свинец подвергается знакопеременной деформации и на поверхности шарика появляются тончайшие лепестки металлического свинца. Образование металлических ле­пестков происходит с одновремен­но идущим окислением свинца в местах его разрушения.

Увеличение температуры об­легчает деформацию свинца и ус­коряет его окисление и разруше­ние. Постепенно лепестки отпада­ют от шарика, и если сразу уда­ляются из зоны измельчения, то зерна порошка сохраняют форму лепестков (рис. 90). Такой поро­шок отличается меньшей окислен - ностью и небольшой насыпной массой. Если лепестковые зерна порошка после отпадания от ша­рика задерживаются в барабане мельниц, то зерна измельчаются, окисляются и уплотняются. Порошок в таком случае становится бо­лее окисленным, с большой насыпной массой и с меньшей влагоем - костью. В некоторых случаях при окислении и измельчении круп­ных малоокисленных пороп-ков мелкие частички слипаются, обра­зуя овальные зерна комковатой структуры.

Структуру свинцового порошка определяют просмотром отдель­ных фракций под микроскопом. Просматривают порошки или про­сто насыпанными на предметное стекло или в разрезе препарата, который изготовляется заливкой расплавленным парафином порош­ка в небольших цилиндрических формочках диаметром 7—8 мм. Разрез препарата легко производят бритвенным лезвием. Можно применять любой микроскоп. Особенно хорошо просматриваются препараты бинокулярным стереоскопическим микроскопом в отра­женном свете при увеличении в сто раз (1 X 100).

На рис. 91—92 показаны разрезы препаратов свинцовых порош­ков из отсеянной фракции — 016 + 008, т. е. фракции, прошедшей через сито 016 и оставшейся на сите 008. Размер зерен этих фрак­
ций находится в пределах 80—160 мк или 0,08—0,16 мм. На рисун­ках показаны разрезы наиболее типичных по структуре зерен свинцовых порошков: лепестковой и комковатой.

С увеличением содержания окиси свинца в порошке его цвет от сине-черного (содержание окиси около 50%) переходит в мы- шино-серый, серо-зеленый, желто-зеленый и, наконец, при содержа­нии окиси около 78% в оранжево-желтый.

Рнс, 91, Зерна порошка лепестковой Рнс. 92, Зерна комковатой структуры структуры (фракция — 016+008, срез (фракция — 016+008, срез в парафн - в парафине, увел. XI00) не, увел. XI00)

С повышением температуры в барабане при одной и той же окисленнюсти порошка его цвет становится более светлым. Для одного типа мельничной установки и при достаточно установив­шихся режимах ее работы практически можно по цвету прибли­женно определять содержание окиси в свинцовом порошке.

В табл. 36 приведены режимы работы мельничных установок, некоторые характеристики свинцовых порошков и область их при­менения.