[發明專利]一種添加復合籽非晶的電瓷及其制備方法

有效

• 申請號: 201510220153.1
• 申請日: 2015-05-04
• 公開（公告）號: CN104803668A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 張騰;劉鴻琳;杜欣航;李巍婷;張琪;顏佳佳;魏穎;唐電
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: C04B35/26
• 分類號: C04B35/26;C04B35/10;C04B35/622
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本發明屬于高壓電瓷領域，具體涉及一種添加復合籽非晶（CaB₂O₄籽非晶與CaB₄O₇籽非晶）的電瓷及其制備方法。

背景技術

高壓電瓷是指額定電壓在高于1kV的電瓷產品。主要指用于高壓輸電線路及電站和各種用電器的絕緣陶瓷，也稱絕緣子，是電力工業的重要組成部分。高壓電瓷根據其所含化學成分的不同分為硅質電瓷和鋁質電瓷，鋁質電瓷分為鋁質瓷和高強度鋁質瓷，根據電瓷種類的不同應用領域也不同，本發明涉及的電瓷屬于高強度鋁質瓷，主要應用于超高壓絕緣子或高機械強度的瓷套。同國外同類企業相比，國內多數企業工藝水平較差，導致產品質量參差不齊。目前，國產的、普瓷的強度在60-80kN/cm²，高強瓷的強度在100-180kN/cm²，比國外同型瓷體的強度低15%-25%。因此，電瓷強度不足是制約國產高壓電瓷最突出的問題。有關研究表明，電瓷中莫來石相的含量是決定其機械性能尤其是斷裂強度的關鍵（硅酸鹽通報,2010,29(6):1472-1477）。

近年來，國內電瓷行業已紛紛調整生產工藝，在原料的配方、球磨工藝、成型方法、燒成制度等方面均投入大量的人力、物力進行技術改造與升級。其中，通過調整粉體原料的化學組成及工藝參數，是目前提高瓷體性能的主要途徑。例如中國西電電氣股份有限公司、撫順高科電氣制造有限公司、葉勝平等專利申請人分別通過添加高嶺土和伊利石粘土、改性膨潤土、工業氧化鋁等調整原料配方提高電瓷性能（詳見ZL?201310719303.4,?ZL?200610134907.2和ZL??200510134951.9等）。

發明內容

為了解決上述國內電瓷所面臨的難題，本發明提供了一種添加復合籽非晶（CaB₂O₄籽非晶與CaB₄O₇籽非晶）的電瓷及其制備方法。復合籽非晶的加入不僅能夠發揮籽非晶的軟化特性，促進電瓷的燒結過程；而且在升溫過程會轉變為復合籽晶（CaB₂O₄籽晶與CaB₄O₇籽晶），通過籽晶熔化形成的液相，進一步促進電瓷的燒結過程，提高電瓷的致密度，顯著增強電瓷的斷裂強度；另外，復合籽非晶的加入還能有效促進莫來石相的析晶，從而顯著提高電瓷的機械強度。

本發明是通過如下技術方案實施的：

一種添加復合籽非晶的電瓷，原料組成按重量百分數計：SiO_2?10~20%、Al₂O_3?10~25%、Fe₂O_3?10~20%、TiO_2?1~5%、CaO?2~10%、MgO?0~3%、K₂O?5~15%、Na₂O?3~8%和復合籽非晶5~20%；所述的復合籽非晶為CaB₂O₄籽非晶與CaB₄O₇籽非晶。

優選的，原料組成按重量百分數計：SiO_2?10~20%、Al₂O_3?10~25%、Fe₂O_3?10~20%、TiO_2?1~3%、CaO?4~10%、MgO?0~2%、K₂O?8~15%、Na₂O?3~8%和復合籽非晶5~15%。

制備方法包括以下步驟：

（1）配料；原料分別在90~100℃下烘12h，按配方稱量，復合配料；

（2）球磨；采用鋯球，球與料的體積比為2:1，過270目篩；

（3）除鐵、榨泥、陳腐、練泥：用電磁線圈和永久磁鐵的除鐵設備過篩除鐵，加水榨泥后含水率在22%，陳腐時間為72h，真空度為0.05~0.09MPa下練泥；

（4）成型；真空度為0.01MPa下進行擠壓成型，成型樣品為直徑2.3cm、長13.6cm的柱狀；

（5）干燥；先陰干12h，再在90~100℃下烘48h；

（6）窯爐燒結；升溫速率為5℃/min，燒結溫度為1150~1260℃，保溫30min。

本發明的顯著優點在于：