[其他]高強度長石瓷及其制造方法

在審

• 申請號: 101986000000202
• 申請日: 1986-01-17
• 公開（公告）號: CN86100202B
• 公開（公告）日: 1988-07-20
• 發明（設計）人: 小田功
• 申請（專利權）人: 日本礙子株式會社
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 陳季壯;羅英銘

高強度素燒長石瓷，其抗彎強度大于１４００ｋｇ／ｃｍ³，含有２２～８５％ＳｉＯ₂；１０～７３％Ａ₂Ｏ₃；１．５～６．５％Ｋ₂Ｏ和Ｎａ₂Ｏ。其總結晶度大于４０％，晶粒粒度不大于２０μｍ，不含大于４０μｍ的缺陷。其生產工序為：研磨石英－長石－礬土原材料混合物。使８５～９５％顆粒的粒度不大于１０μｍ；煅燒該混合物；加入礦粘土類材料：研磨加入礦粘土的混合物。使其小于８５％顆粒的粒度不大于１０μｍ；成型；干燥；在１０００～１４００℃下煅燒。以上均以重量計。

本發明涉及一種高強度長石瓷及其制造方法。更具體地說，本發明涉及具有細致均勻的微觀結構、適用于大型高壓絕緣子的高強度長石瓷和耐酸陶瓷。本發明還涉及制造這種陶瓷的具體方法。

在高壓絕緣子的制造過程中，使用兩種長石瓷，即普通的長石瓷和含鋁長石瓷。普通長石瓷主要含有石英類原料、長石類原料以及粘土礦物，而含鋁陶瓷主要含有石英類原料、長石類原料、礬土類原料以及粘土礦物。

美國專利3459567是在普通長石瓷中加入了莫來石、氧化鋁和方石英以提高強度。美國專利3674519是把晶粒制成粗粒徑防止裂紋擴展。美國專利3860432目的在于提高機械強度并析出25%以上的方晶石。

附圖7表示了陶瓷強度與原料混合物粒度之間的關系（其中普通長石瓷是由石英原料、長石類原料以及以及粘土礦物類原料制成的）。縱座標代表未上釉瓷的抗彎強度，而橫座標代表有效直徑不大于10μm顆粒的重量百分率。如圖7所示，陶瓷的強度往往隨著其原料粒度的減小而增加。這種陶瓷強度增加的原因在于：由于使用較細的原料，因而使得陶瓷的微觀結構更加均勻。對于普通長石瓷和含鋁長石瓷的這種傾向已為人們所認識。

另一方面，按陶瓷制造的經驗原始材料粒度越細，在干燥和燒成工藝中就越可能出現裂縫，一般來說，有效直徑不大于10μm的顆粒含量超過85%（以重量計，下同）時，裂縫常在上述工藝中發生。因此，應對陶瓷材料的粒度加以控制，以便使普通長石瓷和含鋁陶瓷中的有效直徑不大于10μm的顆粒含量小于85%。

在干燥或燒成工藝中出現的上述的“裂縫”，是指發生在陶瓷受應力作用部分的位置的那些裂縫，是由于干燥燒成工藝中的溫度不同造成的內部和其表面存在的膨脹和收縮而引起的。受應力作用的部位包括：在捏合擠壓過程中由于坯料顆粒取向和內部與表面之間的密度差異引起的內應力;以及在坯體的切削加工過程中，引起的表面應力。因此，本發明描述的裂縫指的是干燥和燒成工藝中陶瓷內部和表面上形成的裂縫。

總之，現有技術的長石瓷的缺點在于當原料的粒度非常細時，出現裂縫的危險性增高，當這種陶瓷用來制做大型高壓絕緣子或內部和表面之間的溫度差很大的高壓絕緣子時，這種危險就會進一步增大。

因此，原料的粒度限定在一定值以上，這個限定使陶瓷微觀組織的均勻性受到限制，而且陶瓷機械強度相對較低。例如，就普通陶瓷而言，12mm直徑，絕緣體的陶瓷的未上釉試條的三點法抗彎強度大約為1000kg/cm²;而就含有20%剛玉的含鋁長石瓷而言，大約為1400kg/cm²。如果原料的顆粒研磨的非常細，如上文指出，在生產陶瓷的干燥工藝和/或燒成工藝中，就會出現裂縫。因此，對于要求較高機械強度的制品（例如大型高壓絕緣子），就要采取特殊的方法，例如為了使坯體致密化向坯料中添加大量的剛玉或施加靜態液壓，然后用壓實坯料雕刻出絕緣子。這樣，這種特殊方法使得生產費用增加或者使得生產工藝復雜化。

因此，本發明的一個目的是克服現有技術的上述缺點，提供一種新型的具有比以前更均勻的微觀結構的高強度長石瓷，以便提高其強度。

本發明另一個目的是提供一種生產高強度長石瓷的方法，該方法避免了在干燥和煅燒工藝中產生裂縫，既使用的原料粒度非常細小。本發明的方法耗費低于常規陶瓷的生產方法，并且不需要復雜的工藝。

根據本發明的高強度長石瓷的優選方案，此瓷具有一種粒度小于20μm的晶相且總結晶度高于40%（以重量計），因此使未上釉的瓷的抗析強度高于1400kg/cm²，并且不存在大于40μm的缺陷陷。