CN101436456A - 一种氧化锌电阻片的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种氧化锌电阻片的制备方法，按摩尔百分比，分别准备以下添加剂和主料：添加剂为Bi2O3：0.5－1.0％，Co2O3：0.7－1.3％，MnCO3：0.3－0.9％，Sb2O3：0.5－1.0％，Cr2O3：0.3－0.8％，SiO2：0.6－1.5％，余量为主料ZnO；然后进行粉碎、混合、干燥、压制、排胶、烧成、研磨、热处理、喷电极和涂覆绝缘层。此种电阻片的制备方法，能够将氧化锌电阻片的电位梯度提高约45％，同时能够保持电阻片的方波耐受能力、压比、老化性能等电气性不变，其不仅能够充分满足小型化GIS避雷器对非线性电阻片的电位梯度的要求，而且能够满足方波通流容量的要求。
Description
技术领域
本发明属于高压电力设备的制造领域，涉及一种氧化锌电阻片，尤其是一种氧化锌电阻片的制备方法。
背景技术
随着电力技术的发展，变电站电压等级越来越高，而场地的扩大受到越来越多的限制，有必要对电气设备进行小型化，避雷器就是其中之一。为了减小避雷器的尺寸，需要减轻避雷器电阻芯体的体积和重量，而提高电阻片电位梯度是一种解决这一问题的有效的技术手段，常规D85氧化锌非线性电阻片的电位梯度较低(200v/mm)，如果要减小电阻片的尺寸，其不能满足小型化GIS避雷器对非线性电阻片的电位梯度(300v/mm)，以及方波通流容量的要求。因此提高电阻片的电位梯度，对产品降低成本，有非常重要的作用。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种氧化锌电阻片的制备方法，该方法能够提高电阻片的电位梯度，降低产品成本。
本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：
这种氧化锌电阻片的制备方法，其特征在于，按照以下步骤进行：
1)原料配比
按总体摩尔百分比，分别准备以下组分：
Bi2O3：0.5-1.0％，Co2O3：0.7-1.3％，MnCO3：0.3-0.9％，Sb2O3：0.5-1.0％，Cr2O3：0.3-0.8％，SiO2：0.6-1.5％，余量为主料ZnO；
2)粉碎
先将以上称重好的除主料ZnO的所有组分混合并煅烧后粉碎；
3)混合，干燥
粉碎后球磨至其粒度小于3μm，再与主料ZnO加水混合成均匀的料浆，将料浆的含水质量百分比控制在30～40％；然后将料浆进行喷雾干燥成粒料；
4)压制
调整粒料含水时间为15～25分钟，将粒料含水率控制在1～1.5％，再压制成直径为103mm的圆片形素坯；
5)排胶
将素坯装入窑炉中以400～500℃排胶；
6)烧成
将排胶后的素坯于1100℃～1250℃保温4小时烧成直径为8.5cm，厚20mm的陶瓷片；
7)研磨
研磨烧成后的陶瓷片两端面，保证陶瓷片两端面的平行度和每个端面的平整度；
8)热处理
研磨后进行热处理，热处理温度为550℃，热处理时间为4-11h；
9)喷电极
将热处理好的陶瓷片两端面喷铝电极；
10)涂覆绝缘层
最后在陶瓷片圆周面涂敷绝缘层，即制得电阻片。
进一步的，上述步骤1)中的原料配比以总体摩尔百分比表示还可以为：
Bi2O3：0.5-1.0％；Co2O3：0.7-1.3％；MnCO3：0.3-0.9％；Sb2O3：0.5-1.0％；Cr2O3：0.3-0.8％；SiO2：0.6-1.5％；SnO2：0.1-0.2；余量为主料ZnO。
以上所述步骤5)的排胶、步骤6)的烧成和步骤8)的热处理过程均采用隧道式电窑。
本发明氧化锌电阻片的制备方法，能够将氧化锌电阻片的电位梯度提高约45％，同时能够保持电阻片的方波耐受能力、压比、老化性能等电气性不变，其不仅能够充分满足小型化GIS避雷器对非线性电阻片的电位梯度的要求，而且能够满足方波通流容量的要求。
具体实施方式
实施例1：
具体按照以下步骤进行：
1)首先进行原料配比，按总体摩尔百分比，分别准备以下组分：
Bi2O3：0.5％，Co2O3：0.7％，MnCO3：0.3％，Sb2O3：0.5％，Cr2O3：0.3％，SiO2：0.6％，余量为ZnO；
2)然后先将以上称重好的除ZnO外的所有组分混合、煅烧，再粉碎，粉碎的程度以适合下一步球磨为止；
3)粉碎后球磨，使其粒度小于3μm，再将其与主料ZnO加水混合成均匀的料浆，将料浆的含水质量百分比控制在30％；然后将料浆进行喷雾干燥成粒料；
4)调整粒料含水时间为15分钟，将粒料含水率控制在1％，再压制成直径为小于103mm的圆片形素坯；
5)将素坯装入窑炉中以400～500℃排胶；
6)再将排胶后的素坯于1100℃保温4小时烧成直径为8.5cm，厚20mm的陶瓷片；
7)研磨烧成后的陶瓷片两端面，保证陶瓷片两端面的平行度和每个端面的平整度；使得两端面的平行度和每个断面的平整度以肉眼看无明显不平行或不平整为准；
8)研磨后进行热处理，热处理温度为550℃，热处理时间为4h，不保温；
9)再将热处理好的陶瓷片两端面喷铝电极；
10)最后在陶瓷片圆周面涂敷绝缘层，即制得电阻片。
以上排胶、烧成和热处理过程均采用隧道式电窑进行。
实施例2：
具体按照以下步骤进行：
1)首先进行原料配比，按总体摩尔百分比，分别准备以下组分：
Bi2O3：1.0％，Co2O3：1.3％，MnCO3：0.9％，Sb2O3：1.0％，Cr2O3：0.8％，SiO2：1.5％，余量为主料ZnO；
2)然后先将以上称重好的除ZnO外的所有组分混合、煅烧，再粉碎，粉碎的程度以适合下一步球磨为止；
3)将粉碎后球磨，使其粒度小于3μm，再将其与主料ZnO加水混合成均匀的料浆，将料浆的含水质量百分比控制在40％；然后将料浆进行喷雾干燥成粒料；
4)调整粒料含水时间为25分钟，将粒料含水率控制在1.5％，再压制成直径为小于103mm的圆片形素坯；
5)将素坯装入窑炉中以400～500℃排胶；
6)再将排胶后的素坯于1250℃保温4小时烧成直径为8.5cm，厚20mm的陶瓷片；
7)研磨烧成后的陶瓷片两端面，保证陶瓷片两端面的平行度和每个端面的平整度；使得两端面的平行度和每个断面的平整度以肉眼看无明显不平行或不平整为准；
8)然后进行热处理，热处理温度为550℃，热处理时间为5h，不保温；
9)再将热处理好的陶瓷片两端面喷铝电极；
10)最后在陶瓷片圆周面涂敷绝缘层，即制得电阻片。
以上排胶、烧成和热处理过程均采用隧道式电窑进行。
实施例3
具体按照以下步骤进行：
1)首先进行原料配比，按总体摩尔百分比，分别准备以下组分：
Bi2O3：0.8％，Co2O3：0.7％，MnCO3：0.5％，Sb2O3：0.5％，Cr2O3：0.5％，SiO2：0.8％，余量为主料ZnO；
2)然后先将以上称重好除ZnO外的所有组分混合、煅烧，再粉碎，粉碎的程度以适合下一步球磨为止；
3)将粉碎后球磨，使其粒度小于3μm，再将其与主料ZnO加水混合成均匀的料浆，将料浆的含水质量百分比控制在35％；然后将料浆进行喷雾干燥成粒料；
4)调整粒料含水时间为20分钟，将粒料含水率控制在1.3％，再压制成直径为小于103mm的圆片形素坯；
5)将素坯装入窑炉中以400～500℃排胶；
6)再将排胶后的素坯于1115℃保温4小时烧成直径为8.5cm，厚20mm的陶瓷片；
7)研磨烧成后的陶瓷片两端面，保证陶瓷片两端面的平行度和每个端面的平整度；使得两端面的平行度和每个断面的平整度以肉眼看无明显不平行或不平整为准；
8)然后进行热处理，热处理温度为550℃，热处理时间为6h，不保温；
9)再将热处理好的陶瓷片两端面喷铝电极；
10)最后在陶瓷片圆周面涂敷绝缘层，即制得电阻片。本实施例制得的电阻片的电位梯度可达到318/Vmm。
实施例4
具体按照以下步骤进行：
1)首先进行原料配比，按总体摩尔百分比，分别准备以下组分：
Bi2O3：0.6％，Co2O3：1.0％，MnCO3：0.7％，Sb2O3：0.8％，Cr2O3：0.7％，SiO2：1.0％，余量为主料ZnO；
2)然后先将以上称重好除ZnO外的所有组分混合、煅烧，再粉碎，粉碎的程度以适合下一步球磨为止；
3)粉碎后球磨，使其粒度小于3μm，再将其与主料ZnO加水混合成均匀的料浆，将料浆的含水质量百分比控制在30％；然后将料浆进行喷雾干燥成粒料；
4)调整粒料含水时间为20分钟，将粒料含水率控制在1.2％，再压制成直径为小于103mm的圆片形素坯；
5)将素坯装入窑炉中以400～500℃排胶；
6)再将排胶后的素坯于1135℃保温4小时烧成直径为8.5cm，厚20mm的陶瓷片；
7)研磨烧成后的陶瓷片两端面，保证陶瓷片两端面的平行度和每个端面的平整度；使得两端面的平行度和每个断面的平整度以肉眼看无明显不平行或不平整为准；
8)然后进行热处理，热处理温度为550℃，热处理时间为8h，不保温；
9)再将热处理好的陶瓷片两端面喷铝电极；
10)最后在陶瓷片圆周面涂敷绝缘层，即制得电阻片。
实施例5
具体按照以下步骤进行：
1)首先进行原料配比，按总体摩尔百分比，分别准备以下组分：
Bi2O3：0.8％，Co2O3：0.7％，MnCO3：0.5％，Sb2O3：0.5％，Cr2O3：0.5％，SiO2：0.8％，余量为主料ZnO；
2)然后先将以上称重好的除ZnO外的所有组分混合、煅烧，再粉碎，粉碎的程度以适合下一步球磨为止；
3)粉碎后球磨，使其粒度小于3μm，再将其与主料ZnO加水混合成均匀的料浆，将料浆的含水质量百分比控制在30％；然后将料浆进行喷雾干燥成粒料；
4)调整粒料含水时间为25分钟，将粒料含水率控制在1.2％，再压制成直径为小于103mm的圆片形素坯；
5)将素坯装入窑炉中以400～500℃排胶；
6)再将排胶后的素坯于1135℃保温4小时烧成直径为8.5cm，厚20mm的陶瓷片；
7)研磨烧成后的陶瓷片两端面，保证陶瓷片两端面的平行度和每个端面的平整度；使得两端面的平行度和每个断面的平整度以肉眼看无明显不平行或不平整为准；
8)然后进行热处理，热处理温度为550℃，热处理时间为9h，不保温；
9)再将热处理好的陶瓷片两端面喷铝电极；
10)最后在陶瓷片圆周面涂敷绝缘层，即制得电阻片。
本实施例制得的电阻片的电位梯度可达到306/Vmm。
实施例6
具体按照以下步骤进行：
1)首先进行原料配比，按总摩尔百分比，分别准备以下组分：
Bi2O3：0.5％，Co2O3：0.7％，MnCO3：0.3％，Sb2O3：0.5％，Cr2O3：0.3％，SiO2：0.6％，SnO2：0.1％；余量为ZnO；
2)然后先将以上称重好的除ZnO外的所有组分混合、煅烧，再粉碎，粉碎的程度以适合下一步球磨为止；
3)粉碎后球磨，使其粒度小于3μm，再将其与主料ZnO加水混合成均匀的料浆，将料浆的含水质量百分比控制在30％；然后将料浆进行喷雾干燥成粒料；
4)调整粒料含水时间为15分钟，将粒料含水率控制在1％，再压制成直径为小于103mm的圆片形素坯；
5)将素坯装入窑炉中以400～500℃排胶；
6)再将排胶后的素坯于1100℃保温4小时烧成直径为8.5cm，厚20mm的陶瓷片；
7)研磨烧成后的陶瓷片两端面，保证陶瓷片两端面的平行度和每个端面的平整度；使得两端面的平行度和每个断面的平整度以肉眼看无明显不平行或不平整为准；
8)然后进行热处理，热处理温度为550℃，热处理时间为10h，不保温；
9)再将热处理好的陶瓷片两端面喷铝电极；
10)最后在陶瓷片圆周面涂敷绝缘层，即制得电阻片。
实施例7
具体按照以下步骤进行：
1)首先进行原料配比，按总体摩尔百分比，分别准备组分：
Bi2O3：1.0％，Co2O3：1.3％，MnCO3：0.9％，Sb2O3：1.0％，Cr2O3：0.8％，SiO2：1.5％，SnO2：0.2％；余量为主料ZnO；
2)然后先将以上称重好的添加剂混合、煅烧，再粉碎，粉碎的程度以适合下一步球磨为止；
3)粉碎后球磨，使其粒度小于3μm，再将其与主料ZnO加水混合成均匀的料浆，将料浆的含水质量百分比控制在40％；然后将料浆进行喷雾干燥成粒料；
4)调整粒料含水时间为25分钟，将粒料含水率控制在1.5％，再压制成直径为小于103mm的圆片形素坯；
5)将素坯装入窑炉中以400～500℃排胶；
6)再将排胶后的素坯于1250℃保温4小时烧成直径为8.5cm，厚20mm的陶瓷片；
7)研磨烧成后的陶瓷片两端面，保证陶瓷片两端面的平行度和每个端面的平整度；使得两端面的平行度和每个断面的平整度以肉眼看无明显不平行或不平整为准；
8)然后进行热处理，热处理温度为550℃，热处理时间为11h，不保温；
9)再将热处理好的陶瓷片两端面喷铝电极；
10)最后在陶瓷片圆周面涂敷绝缘层，即制得电阻片。
本发明的氧化锌电阻片的制备方法能够将D85电位梯度由原来的220v/mm提高到318v/mm，同时能够保持电阻片的其他电气性能，例如方波耐受能力、压比、老化性能等，能够完全满足避雷器小型化制造的要求。
Claims (3)
1.一种氧化锌电阻片的制备方法，其特征在于，按照以下步骤进行：
1)原料配比
按总体摩尔百分比，分别准备以下组分：
Bi2O3：0.5-1.0％，Co2O3：0.7-1.3％，MnCO3：0.3-0.9％，Sb2O3：0.5-1.0％，Cr2O3：0.3-0.8％，SiO2：0.6-1.5％，余量为主料ZnO；
2)粉碎
先将以上称重好的除ZnO外的所有组分混合并煅烧后粉碎；
3)混合，干燥
粉碎后球磨至其粒度小于3μm，再与主料ZnO加水混合成均匀的料浆，将料浆的含水质量百分比控制在30～40％；然后将料浆进行喷雾干燥成粒料；
4)压制
调整粒料含水时间为15～25分钟，将粒料含水率控制在1～1.5％，再压制成直径为103mm的圆片形素坯；
5)排胶
将素坯装入窑炉中以400～500℃排胶；
6)烧成
将排胶后的素坯于1100℃～1250℃保温4小时烧成直径为8.5cm，厚20mm的陶瓷片；
7)研磨
研磨烧成后的陶瓷片两端面，保证陶瓷片两端面的平行度和每个端面的平整度；
8)热处理
研磨后进行热处理，热处理温度为550℃，热处理时间为4-11h；
9)喷电极
将热处理好的陶瓷片两端面喷铝电极；
10)涂覆绝缘层
最后在陶瓷片圆周面涂敷绝缘层，即制得电阻片。
2.根据权利要求1所述的氧化锌电阻片的制备方法，其特征在于，所述步骤1)的原料配比以总体摩尔百分比表示为：
Bi2O3：0.5-1.0％；Co2O3：0.7-1.3％；MnCO3：0.3-0.9％；Sb2O3：0.5-1.0％；Cr2O3：0.3-0.8％；SiO2：0.6-1.5％；SnO2：0.1-0.2％；余量为主料ZnO。
3.根据权利要求1所述的氧化锌电阻片的制备方法，其特征在于，所述步骤5)的排胶、步骤6)的烧成和步骤8)的热处理过程均采用隧道式电窑。
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