一種中鋁中強度電瓷坯料及製作工藝的製作方法

2023-06-01 00:03:51

專利名稱：一種中鋁中強度電瓷坯料及製作工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及到一種陶瓷的製作原料及其製作方式，具體涉及ー種中鋁中強度電瓷坯料及製作エ藝，屬電カ電子陶瓷技術領域，用於生產變壓器瓷套、避雷器瓷套、氣體互感器瓷套、SF6斷路器瓷套(35MPa以下中等強度)、開關支柱絕緣子、電カ機車用真空斷路器瓷套、線路支柱絕緣子等產品的ー種電瓷坯料配方。
背景技術：
電瓷材料的エ業化應用已有150多年的歷史，目前已成為高壓輸變電工程中最重要的絕緣材料。瓷之所以成為首選的絕緣材料之一，與其特性相關有很高的硬度和一定的機械強度，高溫強度；極好的化學穩定性，耐酸、耐鹼，在自然環境中其成分和性能可經數十年、數百年保持不變；較高的電氣強度；耐熱性和抗風化能力。以上的性能正好可滿足絕緣子的技術要求，在絕緣子中，瓷絕緣子佔據不可動搖的統治地位。瓷絕緣子被廣為採用的另ー個原因是它的原料大多為天然礦物原料，生產エ 藝也較為成熟，生產成本不高。現在所應用的電瓷主要有以下幾種(1)矽質瓷——普通高壓電瓷矽質瓷又可稱為普通瓷，坯料由黏土、長石和石英三種原料組成，成瓷後的主晶相為石英和莫來石，玻璃相佔so%以上，此外還存在6% 10% 的閉ロ氣孔。為了提高瓷體的強度，一個簡便的方法就是提高坯料中SiO。的量——増加石英原料的比例，使瓷中石英晶體的量増加，即高矽瓷，燒成中部分石英顆粒溶解後又析晶成方石英，在控制エ藝條件時瓷中的方石英可產生有利於強度提高的應カ狀態，於是20世紀中葉開發出以方石英和石英為主晶相的方石英瓷。方石英瓷的強度比普通矽質瓷高50%以上，但經長期運行的檢驗，方石英瓷的ー個弱點是後期強度下降校快，對它作為高強度瓷的安全可靠性提出了質疑。在探討提高普通瓷強度的過程中來石對改善玻璃相這ー瓷體中較弱相含量増加了的矽質瓷——莫來石瓷也性能一般，它對提高瓷的強度作用有質瓷性能的ー種方式對電瓷生產還是人們從剛玉瓷的高強度得到啟發氧化鋁和優質鋁礬土，改變瓷體中的發出從中等強度到高強度、超高強度莫來石晶體特別是玻璃相中的針狀的二次莫組織結構和性能有重要作用，對莫來石晶體相當多的研究報導，莫來石晶體本身的力學，所以莫來石瓷應用得不多，但作為提高矽一定的參考價值。(2)鋁質瓷——高強度電瓷鋁質瓷的開發利用是提高電瓷強度和高強度絕緣子可靠性的有效途徑，從脆性材料斷裂強度的公式[式0-4)]可知，材料的強度與它的彈性模量成線性關係，提高材料的彈性模量的有效方法就是採用高彈性模量的晶體，使之成為電瓷材料的晶相，並不斷提高它的含量。剛玉與石英、方石英、莫來石相比有更高的彈性模量和強度性能，在A120。含量高的鋁質瓷中直接採用含剛玉晶體的原料，使瓷體結構中出現儘可能多的剛玉晶相，從而也就提高了瓷的彈性模量——材料的強度，可以說剛玉晶體的含量是決定高鋁瓷強度的主要因素。對比之下，石英和方石英由於晶型轉變時體積的驟然變化產生的內應カ可能導致較大晶休產生微裂紋或它們周圍的玻璃相出現環形微裂紋。絕緣子運行時微裂紋將生長和擴展，最終觸發斷裂。在強度要求極高和環境溫度急劇變化的條件下，絕緣子結構中的石英和方石英應視為有害的非均質晶體，應當予以消除。莫來石晶體存在無晶型轉變問題，但是莫來石晶體的結構不緻密，彈性模量 (40GPa)和彎曲強度(IOOMPa)都不高，對電瓷強度的貢獻有限，在高強度和超高強度的鋁質瓷中，莫來石晶體的量也應加以限制。電瓷坯料由矽質瓷向鋁質瓷的轉變是高強度電瓷發展的重要一歩。但是目前為解決因用普通瓷配方(IOOMPa)生產上述電瓷產品機械強度裕度不大，甚至達不到要求；而採用高鋁高強度瓷配方(150-165MPa)，エ藝性能差，過程合格率低，成本高，為確保產品質量的穩定性，合理製造成本，提高產品生產全過程合格率，為此發明一種中鋁中強度，エ藝性能好的瓷材料配方。

發明內容
本發明的目的在於解決目前高鋁高強度瓷配方(150_165MPa)，エ藝性能差，過程合格率低，成本高的問題，開發ー種エ藝性能更好，過程合格率高，成本低的鋁質電瓷。本發明提出的技術方案是一種中鋁中強度電瓷坯料，所含的組分及重量百分比為熟礬土粉25-32% ；長石6-10% ；醴陵東鄉洗泥12-18% ；水雲母類粘土 8-15% ；高可塑性粘土 34-40%。通過上述材料配方的選取，使得電瓷坯料中的含鋁量控制在總材料中的 32-45% ο所述的水雲母類粘土可以是湖北南漳土，或河北樟村土，或福建萬豪土。所述的高可塑性粘土可以是山西左雲土，或河北寬城土，或福建黒土。本發明的製作エ藝與其它電瓷的製作エ藝基本相同，採用溼法成型。エ藝流程如下一次配料ヰ溼法球磨ヰ過篩除鐵ヰ榨泥ヰ粗練ヰ陳腐ヰ真空練泥ヰ電陰乾ヰ成型ヰ 乾燥ヰ坯檢ヰ洗水上釉、上砂ヰ裝窯ヰ焙燒ヰ瓷檢ヰ切割研磨ヰ膠裝養護ヰ檢查ヰ成品入庫。電瓷坯料的具體製備エ藝流程如下①將粉狀原料(長石、礬土)與可塑黏土原料分別按配方稱重，共同在球磨機中溼法球磨，製成符合細度要求的新料漿。②在泥漿池內將新漿和舊漿(回籠泥化漿而成)按ー定比例配兌和混合，並經過多次的過篩和除鐵處理。③泥漿由泥漿泵輸送到榨泥機脫水成泥餅，泥餅經粗練、陳腐、真空練泥機擠製成毛坯泥段。本發明的優點在於通過調整電瓷坯料中的鋁含量，使得鋁含量處於中等；再按照所述的製作エ藝進行製作，所製得的電瓷產品具有中強度電瓷坯料，應用該配方生產的電瓷產品品種多，範圍廣，エ藝性能好，產品全過程合格率高，產品的電氣性能、冷熱性能好，機械強度高。上述ェ藝中坯料的主要物理性能如下表
權利要求
1.一種中鋁中強度電瓷坯料，所含的組分及重量百分比為熟礬土粉25—32% ；長石 6—10% ；醴陵東鄉洗泥12 —18% ；水雲母類粘土8 —15% ；高可塑性粘土34—40% ；其餘量為雜質；通過上述材料配方的選取，使得電瓷坯料中的含鋁量控制在總材料中的32—45 %。
2.根據權利要求1所述的ー種中鋁中強度電瓷坯料，其特徵是所述的熟礬土25%長石10%醴陵東鄉洗泥15%水雲母類粘土 15%高可塑性粘土 35% ；其餘量為雜質。
3.根據權利要求1所述的ー種中鋁中強度電瓷坯料，其特徵是熟礬土觀％長石8% 醴陵東鄉洗泥14%水雲母類粘土 10%高可塑性粘土 40% ；其餘量為雜質。
4.根據權利要求1所述的ー種中鋁中強度電瓷坯料，其特徵是熟礬土32%長石6% 醴陵東鄉洗泥18%水雲母類粘土 8%高可塑性粘土 36% ；其餘量為雜質。
5.根據權利要求1或2或3或4所述的ー種中鋁中強度電瓷坯料，其特徵是所述的水雲母類粘土是湖北南漳土，或河北樟村土，或福建萬豪土。
6.根據權利要求1或2或3或4所述的ー種中鋁中強度電瓷坯料，其特徵是所述的高可塑性粘土是山西左雲土，或河北寬城土，或福建黒土。
7.ー種根據權利要求1所述的ー種中鋁中強度電瓷坯料的製作エ藝，其特徵是採用溼法成型，エ藝流程如下一次配料ヰ溼法球磨ヰ過篩除鐵ヰ榨泥ヰ粗練ヰ陳腐ヰ真空練泥ヰ電陰乾ヰ成型ヰ乾燥ヰ坯檢ヰ洗水上釉、上砂ヰ裝窯ヰ焙燒ヰ瓷檢ヰ切割研磨ヰ膠裝養護ヰ檢查ヰ成品入庫。
8.根據權利要求4所述的中鋁中強度電瓷坯料的製作エ藝，其特徵是電瓷坯料的具體製備エ藝流程如下①將粉狀原料與可塑黏土原料分別按配方稱重，共同在球磨機中溼法球磨，製成符合細度要求的新料漿；②在泥漿池內將新漿和舊漿按一定比例配兌和混合，並經過多次的過篩和除鐵處理；③泥漿由泥漿泵輸送到榨泥機脫水成泥餅，泥餅經粗練、陳腐、真空練泥機擠製成毛坯泥段。
全文摘要
本發明公開了一種中鋁中強度電瓷坯料及製作工藝，所含的組分及重量百分比為熟礬土粉25—32%；長石6—10%；醴陵東鄉洗泥12—18%；水雲母類粘土8—15%；高可塑性粘土34—40%；其餘量為雜質。通過上述材料配方的選取，使得電瓷坯料中的含鋁量控制在總材料中的32—45%。所述的水雲母類粘土可以是湖北南漳土，河北樟村土，福建萬豪土。所述的高可塑性粘土可以是山西左雲土，河北寬城土，福建黑土。本發明的製作工藝與其它電瓷的製作工藝基本相同，採用溼法成型。工藝流程如下一次配料→溼法球磨→過篩除鐵→榨泥→粗練→陳腐→真空練泥→電陰乾→成型→乾燥→坯檢→洗水上釉、上砂→裝窯→焙燒→瓷檢→切割研磨→膠裝養護→檢查→成品入庫。
文檔編號C04B33/13GK102557587SQ201110434610
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月22日 優先權日2011年12月22日
發明者何鐵牛, 李希文, 程娟 申請人:湖南華聯火炬電瓷電器有限公司