CN102690104A - 一种直流瓷绝缘子及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种直流瓷绝缘子，主要由如下原料制成：高铝粘土20-30%、氧化锆5-10%、泾阳土10-20%、钾长石5-10%、白胶泥15-24%、黑粘土4-11%、左云土5-10%。制备时，首先将原料按配好的比例称料，加入原料总重量30%水得到浆料，然后对浆料进行球磨9h,得到的新浆料经过筛除铁后进行榨泥，得到的泥饼在真空练泥机内挤制，得到的泥段再进行电阴干，最后成型、干燥后即得到生坯，生坯经上釉、烧结、胶装后得到所述直流瓷绝缘子。本发明的优点：更好的解决了电瓷绝缘子在直流电场下的长期老化问题。该瓷绝缘子机械性能好且生产成本较低、易于工艺控制，所用原料均为现有的普通陶瓷矿物原料。
Description
技术领域
本发明涉及一种电瓷绝缘子，具体说是一种直流瓷绝缘子及其制备方法。
背景技术
电瓷坯料是指黏土原料和熔剂性原料及其他原料（石英、高铝原料或其他矿物原料）按一定比例组成的混合物，经磨细和混合成为可供制坯用泥料，这种制坯用的泥料就简称为坯料。
在确定各种原料比例时必须保证坯料能满足电瓷生产过程所要求的工艺性能和烧成后瓷质的物理性能要求。烧成前坯料的工艺性能只要取决于黏土原料的品质和用量，坯料的烧成工艺主要取决于熔剂原料。
电瓷在直流电场下的长期老化问题比交流电场下严重，主要关键是瓷材料：当其他条件相同时，电瓷材料组成中的碱金属Na+在迁移过程中由于获得电子，形成体积比离子体积大的原子，由此产生的局部膨胀应力是绝缘子破裂；当离子迁移时，瓷件内部形成电阻率不同的导电层，引起电场分布不均匀，在直流电场长时间作用下，使绝缘子击穿。因此开发一种直流瓷绝缘子十分必要。
发明内容
发明目的：为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种直流瓷绝缘子及其制备方法。
技术方案：为了解决上述目的，本发明采取的技术方案为：一种直流瓷绝缘子，主要由如下原料制成：高铝粘土20-30%、氧化锆5-10%、泾阳土10-20%、钾长石5-10%、白胶泥15-24%、黑粘土4-11%、左云土5-10%，以上百分数均为质量百分数。
该配方中钾长石作为主要的熔剂性原料，高铝粘土、泾阳土、白胶泥、黑粘土、左云土作为主要的黏性原料。其中钾长石应为低钠钾长石，钠含量小于2.5%。
上述直流瓷绝缘子的制备方法：首先将原料按配好的比例称料，加入基料原料总重量30%水得到浆料，然后对浆料进行球磨9h,得到的新浆料经过筛除铁后进行榨泥，得到的泥饼在真空练泥机内挤制，得到的泥段再进行电阴干，最后成型、干燥后即得到生坯。生坯经上釉、烧结、胶装后得到所述直流瓷绝缘子。
有益效果：与现有技术相比，本发明的优点是：该直流瓷绝缘子机械性能好且生产成本低，易于工艺控制。所用原料均为现有的普通陶瓷矿物原料，采用高铝矾土和黑粘土，缩短球磨时间，既减少了成本又改善了工艺性能。为解决电瓷绝缘子在直流电场下的长期老化问题，本发明引入5-10%低钠钾长石，坯料化学成分中Na含量少于0.2%，阻止了电瓷材料中由于碱金属钠离子在迁移过程中产生的局部膨胀应力致使绝缘子破裂，同时更好地解决了当离子迁移时瓷件内部形成电阻率不同的导电层，引起电场分布不均匀，在直流电场长时间作用下使绝缘子击穿问题。
具体实施方式
本发明直流瓷绝缘子制备及生产工艺步骤为：
首先将原料质量百分数为高铝粘土20-30%、氧化锆5-10%、泾阳土10-20%、钾长石5-10%、白胶泥15-24%、黑粘土4-11%、左云土5-10%混合，加入基料原料总重量30%的水得到浆料，然后对浆料进行球磨9h,得到的新浆料经过筛除铁后进行榨泥，得到的泥饼在真空练泥机内挤制，得到的泥段再进行电阴干，最后成型、干燥后即得到生坯。生坯经上釉、烧结、胶装后得到直流瓷绝缘子。
高铝矾土：Ai2O385% 、Fe2O3 1.3%、 SiO29.8%，产地广东；
钾长石：K2O11%、Na2O2.5%，产地福建；
黑粘土：SiO258%、Ai2O327% 产地广西；
泾阳土：SiO245%、 Ai2O336% 产地湖南；
左云土：SiO257% 、Ai2O327% 产地山西；
白胶泥：SiO255%、 Ai2O330% 产地广西。
下面的实施例是按照上述工艺步骤进行制备的，并通过具体的实施例对本发明做进一步的阐述。
实施例1：选取高铝粘土25%、氧化锆10%、泾阳土16%、钾长石9%、白胶泥20%、黑粘土10%、左云土10%混合，加入基料原料总重量30%水得到浆料，然后对浆料进行球磨9h,得到的新浆料经过筛除铁后进行榨泥，得到的泥饼在真空练泥机内挤制，得到的泥段再进行电阴干，最后成型、干燥后即得到生坯。生坯经上釉、在1300-1350℃条件下烧结、胶装后得到直流瓷绝缘子。
根据GB/T 5893.5—1999检测，得到如下结果：坯料真密度2.96g/cm3,可塑性指数14.1，干燥孔隙率29.2%，烧结温度范围1300-1350℃，体积收缩率41.1%，无釉弯曲强度157MPa。
实施例2：选选取高铝粘土26%、氧化锆9%、泾阳土14%、钾长石9%、白胶泥22%、黑粘土10%、左云土10%混合，加入基料原料总重量30%水得到浆料，然后对浆料进行球磨9h,得到的新浆料经过筛除铁后进行榨泥，得到的泥饼在真空练泥机内挤制，得到的泥段再进行电阴干，最后成型、干燥后即得到生坯。生坯经上釉、在1300-1350℃条件下烧结、胶装后得到直流瓷绝缘子。
根据GB/T 5893.5—1999检测，得到如下结果：坯料真密度2.96g/cm3,可塑性指数14.1，干燥孔隙率29.2%，烧结温度范围1300-1350℃，体积收缩率41.1%，无釉弯曲强度159MPa。
实施例3：选取高铝粘土27%、氧化锆10%、泾阳土16%、钾长石9%、白胶泥20%、黑粘土8%、左云土10%混合，加入基料原料总重量30%水得到浆料，然后对浆料进行球磨9h,得到的新浆料经过筛除铁后进行榨泥，得到的泥饼在真空练泥机内挤制，得到的泥段再进行电阴干，最后成型、干燥后即得到生坯。生坯经上釉、在1300-1350℃条件下烧结、胶装后得到直流瓷绝缘子。
根据GB/T 5893.5—1999检测，得到如下结果：坯料真密度2.96g/cm3,可塑性指数14.1，干燥孔隙率29.2%，烧结温度范围1300-1350℃，体积收缩率41.1%，无釉弯曲强度158MPa。
实施例4：与实施例1基本相同，所不同的是原料配方：高铝粘土20%、氧化锆5%、泾阳土20%、钾长石10%、白胶泥24%、黑粘土11%、左云土10%。
实施例5：与实施例1基本相同，所不同的是原料配方：高铝粘土30%、氧化锆10%、泾阳土20%、钾长石5%、白胶泥15%、黑粘土10%、左云土10%。
实施例6：与实施例1基本相同，所不同的是原料配方：高铝粘土30%、氧化锆10%、泾阳土10%、钾长石10%、白胶泥20%、黑粘土10%、左云土10%。
实施例7：与实施例1基本相同，所不同的是原料配方：高铝粘土27%、氧化锆10%、泾阳土20%、钾长石10%、白胶泥24%、黑粘土4%、左云土5%。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种直流瓷绝缘子，其特征在于，主要由如下原料制成：高铝粘土20-30%、氧化锆5-10%、泾阳土10-20%、钾长石5-10%、白胶泥15-24%、黑粘土4-11%、左云土5-10%，以上百分数均为质量百分数。
2.根据权利要求1所述的直流瓷绝缘子，其特征在于，所述钾长石为低钠钾长石，钠含量小于2.5%。
3.根据权利要求1所述的直流瓷绝缘子，其特征在于，所述直流瓷绝缘子的无釉弯曲强度大于157MPa。
4.根据权利要求1所述的直流瓷绝缘子的制备方法，其特征在于，首先将原料按配好的比例称料，加入原料总重量30%的水得到浆料，然后对浆料进行球磨9h,得到的新浆料经过筛除铁后进行榨泥，得到的泥饼在真空练泥机内挤制，得到的泥段再进行电阴干，最后成型、干燥后即得到生坯，生坯经上釉、烧结、胶装后得到所述直流瓷绝缘子。
5.根据权利要求4所述的直流瓷绝缘子的制备方法，其特征在于，所述烧结温度在1300℃-1350℃范围之间。
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