高強度懸式瓷絕緣子釉料原材料選用和製備方法
2023-04-25 15:12:46
專利名稱：：高強度懸式瓷絕緣子釉料原材料選用和製備方法
技術領域：
：本發明涉及一種矽鋁酸鹽材料，特別適用於交流輸電線路用高強度懸式瓷絕緣子釉料原材料選用和製備方法。
背景技術：
：隨著我國"西電東送、全國互聯、南北互供"的戰略實施，國家對超高壓、特高壓技術發展及相配套設備國產化的高度重視，未來我國高噸位、大容量遠程輸電線路越來越多，與之相配套的輸電線路用懸式瓷絕緣子未來的需求量也隨之增大，據有關部門統計國內對懸式瓷絕緣子的年需求量在千萬噸左右。懸式瓷絕緣子是一種由多種粘土類原材料混合、近20種礦物組成、經複雜的工藝製備和燒結而成的矽鋁酸鹽材料，瓷體以玻璃相為主，結晶相有剛玉、莫來石、石英和長石等。它以其耐高壓、耐酸、抗腐蝕和強度高等被用於輸電線路，被稱之為輸電線路的"生命線"。瓷絕緣子其核心是絕緣和支持，無論是有機還是無機材料的絕緣子其任務均相同。絕緣任務基本上是與輸電線路周圍空氣共同完成。所以在國標及國際電工委(正C)對絕緣子型式檢驗時最關心的是某一個強度等級能在何等條件下起到絕緣作用，即絕緣破壞。瓷絕緣子在輸電線路運行過程中，電場強度升到某一個值時絕緣就會被破壞，稱之為絕緣被擊穿或者放電。瓷絕緣子其瓷質為脆性材料，在輸電線路中承受壓應力的強度是承受拉應力的數十倍，而且受力是多方面的，有輸電導線的重量、張力、復冰重量、風力、振動和電動力等。對瓷絕緣子而言，必須具備較高的強度如抗彎強度、抗拉強度和機電破壞負荷等等，更多的強度是與機電性能同時作用，通常是用機電破壞試驗來考核瓷絕緣子的強度，絕緣子的瓷質性能取決於原材料種類的選擇和工藝。瓷絕緣子的瓷體部分主要由兩部分組成，即瓷坯和瓷釉。而瓷釉原材料的選用對瓷體的整體強度至關重要，實際上瓷釉礦物學工作涉及內容較多，研究內容主要體現在民用瓷釉。中國傳統陶瓷是人類藝術寶庫的珍寶，而用以裝飾這些陶瓷的釉彩更是這些珍品中的精華。但不管是工業釉(或電瓷釉)還是民用釉通常有兩大目的，一是外觀，二是提高瓷質性能，前者多用於民用陶瓷，後者多用於工業陶瓷。工業陶瓷主要體現在瓷質性能，對電瓷而言，瓷質性能主要是機電性能、冷熱性能和瓷表面絕緣性能。電瓷釉是通過一定的工藝覆蓋在瓷坯體表面一層很薄的非晶態物質，非晶質總量達55~80%,其厚度一般在0.1~0.25亳米。上釉的瓷坯表面平整光滑，經上釉的瓷坯表層不透氣、不透水、抗大氣汙染、耐化學腐蝕，在運行過程中還有利於風和雨天的衝洗自潔。現有的瓷絕緣子製造工藝中，對電瓷絕緣子釉料原材料的選用，沒有統一的標準，各電瓷廠家只是根據電瓷絕緣子不同等級進行探索，就地取材，從眾多粘土原料中通過反覆試驗選擇合適的原材料。有的企業選用的釉料原材料明顯存在較多的有害礦物種類而且含量較高，甚至於對釉料原材料的選用不適而導致產品在多條輸電線路中抗汙染和絕緣性能差發生重大安全事故，給國家和所在的用電區域造成重大經濟損失。為克服上述現有電瓷釉料選材的不足而提供一種可降低成本、易於尋求的一種粘土型原材料，通過合理的工藝製備出輸電線路用瓷絕緣子坯體釉料。
發明內容針對現有對電瓷坯體釉料原材料選用不統一的缺陷，本發明的目的是提供一種高強度懸式瓷絕緣子釉料原材料選用和製備方法。為達到上述目的，本發明釆用技術方案是f種高強度懸式瓷絕緣子釉料原材料選用和製備方法，包括如下步驟(1)選擇高嶺石型粘土(附圖)，以X-射線衍射(XRD)檢測可知高嶺石型粘土的物相組成以高嶺石為主，髙嶺石含量85~90%，石英含量較低，僅有5~10%，絹雲母含量510%。少量礦物有蒙脫石、角閃石、銳鈦礦、長石、三水鋁石、方解石、鐵礦物和非晶質等，粘土原料粒度為2040目。(2)準備滑石，純度97%以上；長石，純度95%以上；精製石英，純度99.9以上；碳酸鹽，純度鄰％以上；普瓷粉，未汙染品；煅燒鋁礬土，A1203含量87%以上，剛玉和莫來石總量80%以上，真比重大於3.55g/cm3。這些原料的粒度在180~200目。(3)配比方法高嶺石型粘土10~15%、滑石10~15%、長石25~35%、精製石英25-35%、碳酸鹽5~10%、普瓷粉1~8%、水玻璃0.1~0.5%、煅燒鋁礬土10~15%。粘土原料粒度為20~40目，其它原料粒度180~200目。經混合均勻、球磨，再進行成份分析。其成份分析和粒度數據如下表示化學成分計算(％)tableseeoriginaldocumentpage5與現有技術相比，本發明的有益效果如下本發明所述的高強度懸式瓷絕緣子釉料原材料選用和製備方法的出現，解決了國內生產電瓷絕緣子坯體釉料原材料選用的實際意義、原料屬地化和製備方法。用該原料和方法製備的釉漿料流動性好、稠化度小，便於上釉操作，瓷坯體上釉燒結後的彎曲強度可提高25-40%，從而提高了整個瓷絕緣子的機電性能和絕緣性能，瓷絕緣子產品的質量得到了保障。圖1為高嶺石型粘土XRD譜圖具體實施例方式以下為實施本發明的具體工藝步驟首先選用高嶺石型粘土10~15%、滑石10~15%、長石25~35%、精製石英25，35%、碳酸鹽5~10%、普瓷粉1，8%、水玻璃0.1，0.5%、煅燒鋁鞏土10~15%。粘土原料的粒度為20~40目，其它原料的粒度在180~200目。經混合均勻、球磨，再進行成份分析。其成份分析數據和粒度如下表示化學成分計算(％)Si02A1203Fe203K20Na20CaOMgOTi02IL607215~250.3~0.82.0~3.50.5~1.52.5一.52.0~4.00.5~1.035粒度分析微米50~3030~2020~1010~55~1<1%0.1~0.51.0~3.010~2015~2530~4520~30具體按以下工藝步驟進行製備，第一步原料配製，選用高嶺石型粘土10~15%、滑石10~15%、長石25，35%、精製石英25^35%、碳酸鹽5，10%、普瓷粉1~8%、水玻璃0.1~0.5%、煅燒鋁礬土10~15%。粘土原料的粒度為20-40目，其它原料的粒度在180~200目，混合均勾。第二步球磨，將上述配備好的混合原料裝入小型球磨機，料球水=0.8-1.3:1~2.5:i~3進行球磨，時間為3(K70小時。第三步細度餘選，細度要求在250-320目篩餘0.1~1.0%。第四步除鐵，釆用磁場強度在8000高斯以上的強除鐵器3~9個，三向園形振動篩，除去粗粒和殘餘渣質。第五步陳腐，將篩選後的漿料進入泥漿池20-25小時即為待用漿釉料成品，用前攪拌。第六步燒結範圍，坯體上釉後，在溫度12001350t:範圍內燒結成瓷。權利要求1、一種高強度懸式瓷絕緣子釉料原材料選用和製備方法，以高嶺石型粘土、滑石、長石、精製石英、碳酸鹽、普瓷粉、水玻璃及煅燒鋁礬土為原料，製備出瓷絕緣子坯體釉料。其特徵在於高嶺石型粘土10～15％、滑石10～15％、長石25～35％、精製石英25～35％、碳酸鹽5～10％、普瓷粉1～8％、水玻璃0.1～0.5％、煅燒鋁礬土10～15％。粘土原料的粒度為20～40目，其它原料的粒度為180～200目。2、根據權力要求1所述的一種高強度懸式瓷絕緣子釉料原材料選用和製備方法，其特徵在於成份分析數據和粒度如下表化學成分計算(％)tableseeoriginaldocumentpage23、根據權利要求1和2所屬的一種高強度懸式瓷絕緣子釉料原材料選用和制蚤方法，其特徵在於選用的厚材料和製備的釉料上釉後熊使瓷坯體彎曲強度提高25-40%。4、根據權利要求1和2所屬的高強度懸式瓷絕緣子釉料原材料選用和製備方法，其特徵在於上釉後的瓷絕緣子燒結溫度為1200~1350'C。全文摘要一種高強度懸式瓷絕緣子釉料原材料選用和製備方法，高嶺石型粘土、滑石、長石、精製石英、碳酸鹽、普瓷粉、水玻璃及煅燒鋁礬土。可製備出瓷絕緣子坯體釉料。其特徵在於高嶺石型粘土10～15％、滑石10～15％、長石25～35％、精製石英25～35％、碳酸鹽5～10％、普瓷粉1～8％、水玻璃0.1～0.5％、煅燒鋁礬土10～15％。粘土原料的粒度為20～40目，其它原料的粒度在180～200目。選用該原料和製備的釉料上釉後能使瓷坯體彎曲強度提高25～40％，上釉後的瓷絕緣子燒結溫度在1200～1350℃。文檔編號C04B41/86GK101514114SQ200910102490公開日2009年8月26日申請日期2009年3月26日優先權日2009年3月26日發明者代振華,伍正平,劉世榮,尹中舉,尹祚瑩,王志宏,謝玉敏,趙莽原,行金,翼龔,龔國洪申請人:中國科學院地球化學研究所;貴州畢節高原電瓷有限公司