CN103396165A - 棒形悬式绝缘子用半导体釉配方及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种棒形悬式绝缘子用半导体釉配方，包括半导体金属氧化物的固溶体、氧化锌和白釉基料，其中，所述的半导体金属氧化物的固溶体的质量为白釉基料质量的35-40%，所述的氧化锌质量为白釉基料质量的3-4%。本发明同时公开了棒形悬式绝缘子用半导体釉的制备方法和应用。本发明所制备的半导体釉与瓷体结合良好，具有合理的热膨胀系数，上釉后形成良好的中间层，在不影响瓷的机械性能的基础上，大幅提高绝缘子的耐污性能，有效地发挥泄漏距离的作用，即使在污秽地区也不需要加强绝缘，简化了绝缘子的结构，防止局部电弧的产生与发展，减少污闪事故的发生及其造成的损失。

Description

棒形悬式绝缘子用半导体釉配方及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及一种棒形悬式绝缘子用半导体釉配方及其制备方法，尤其是涉及棒形悬式绝缘子用锑锡型半导体釉的配方及其制备方法和应用，属于电瓷产品配方及生产方法技术领域。

背景技术

半导体釉是一种具有特殊性能，应用于高压电瓷产品的釉。半导体釉的表面电阻率为10⁵-10⁹欧姆，介于绝缘体与导体之间。其中锑锡釉的负温度系数较小，耐电化学腐蚀性较好，涂覆于整个绝缘子表面，可使绝缘子具有良好的防污秽闪络特性。

随着市场对于电力需求的不断提升，电力系统的不断发展，超高压输电正得到越来越多的应用，与此同时，对于绝缘子的性能要求也日益提高，绝缘子产品的高度不断增加，对于铁塔及其相应设施的负荷增加，而越来越严重的环境污染则对绝缘子的运行与维护提出了更加严苛的要求。半导体釉绝缘子表面电阻相比普通高压瓷釉要低数个数量级，其电压基本按电阻分布，使绝缘子的各个部分几乎处于等压的工作状态，能有效的防止局部电弧的产生与发展。在运行过程中，釉层持续地通过几个毫安泄露电流，由此产生热效应，可以使绝缘子的温度比环境温度高3-5℃，因此可阻止露、雾的凝聚，或烘干潮湿，有效减少污秽潮湿条件下出现的污闪事故。

不同的半导体金属氧化物制得的半导体釉其对烧成氛围的要求各有不同、其中锑锡铁类型的釉必须采用氧化焰烧成，若采用还原焰烧成，锡易被还原，降低了半导体釉的导电率。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种防污性能优异的棒形悬式绝缘子用半导体釉配方及其制备方法和应用。

为达到上述目的，本发明是通过以下的技术方案来实现的：

棒形悬式绝缘子用半导体釉配方，其特征在于，包括半导体金属氧化物的固溶体、氧化锌和白釉基料，其中，所述的半导体金属氧化物的固溶体的质量为白釉基料质量的35-40%，所述的氧化锌质量为白釉基料质量的3-4%。

进一步，所述的白釉基料包括以下组分且各组分的重量份数为：

钾长石      23-30份；

石英        22-29份；

新会粉      10-15份；

水洗高岭土  4-9份；

星子高岭土  5-8份；

滑石粉      8-15份；

石灰石      4-7份；

左云土      2-8份；

硅酸锆      1-6份；

氧化铝      10-20份。

而所述的半导体金属氧化物的固溶体包括以下组分且各组分的重量份数分别为：氧化锑3-5份、氧化铁2-3份和氧化锡92-95份。

此外，棒形悬式绝缘子用半导体釉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）制备半导体金属氧化物固溶体：分别将重量份数分别为3-5份的氧化锑、2-3份的氧化铁和92-95份的氧化锡细磨至过325目筛，筛余均为4-6%，然后混合，再经氧化气氛在1100-1250℃的温度条件下煅烧，得到固溶体；

（2）制备半导体釉：将氧化锌、白釉基料和步骤（1）所制备的半导体金属氧化物的固溶体混合，然后进行湿法球墨至混合物的粒径过325目筛，且所述的筛余为3-5%，其中，所述的半导体金属氧化物的固溶体的质量为白釉基料质量的35-40%，所述的氧化锌质量为白釉基料质量的3-4%，得到半导体釉。

一种棒形悬式绝缘子用半导体釉应用于棒形悬式绝缘子表面的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）首先将棒形悬式绝缘子用半导体釉涂覆在棒形悬式绝缘子的表面，形成棒形悬式绝缘子坯体；

2）将棒形悬式绝缘子坯体装入抽屉式隧道窑中，通过天然气引起的氧化焰，以20-25℃/h的升温速率升温至955℃，然后保温10-18h，此时抽屉式隧道窑内气氛O₂的含量为2-6%；

3）再以5-15℃/h的升温速率升温至1000℃，在该温度下进行氧化保温，保温时间为8-10h，抽屉式隧道窑内气氛O₂含量2-4%；

4）氧化保温完成后，继续通过氧化焰升温至最高烧成温度1100-1250℃，此阶段的升温速率为20-30℃/h，然后保温8-10h，抽屉式隧道窑内气氛O₂含量为1-3%；

5）最高烧成温度保温结束后，将烧成温度以大于180℃/h的降温速率快速冷却至1000℃，然后以60-80℃/h的冷却速率使产品冷却到250℃以下，再自然冷却到80℃以下，整个烧成过程结束。

本发明的有益效果是：本发明所制备的半导体釉与瓷体结合良好，具有合理的热膨胀系数，上釉后形成良好的中间层，在不影响瓷的机械性能的基础上，大幅提高绝缘子的耐污性能，有效地发挥泄漏距离的作用，即使在污秽地区也不需要加强绝缘，简化了绝缘子的结构，防止局部电弧的产生与发展，减少污闪事故的发生及其造成的损失。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明进行具体的介绍。

实施例1：

棒形悬式绝缘子用半导体釉配方，包括半导体金属氧化物的固溶体、氧化锌和白釉基料，其中，所述的半导体金属氧化物的固溶体的质量为白釉基料质量的35%，所述的氧化锌质量为白釉基料质量的4%。且所述的白釉基料包括以下组分且各组分的重量份数为：钾长石23份；石英29份；新会粉10份；水洗高岭土9份；星子高岭土5份；滑石粉8份；石灰石4份；左云土8份；硅酸锆1份；氧化铝20份。而所述的半导体金属氧化物的固溶体包括以下组分且各组分的重量份数分别为：氧化锑3份、氧化铁3份和氧化锡94份。

上述的棒形悬式绝缘子用半导体釉的制备方法包括以下步骤：

（1）制备半导体金属氧化物固溶体：分别将按照实施例1所述的重量份数配比的氧化锑、氧化铁和氧化锡细磨至过325目筛，筛余均为4%，然后混合，再经氧化气氛在1100℃的温度条件下煅烧，得到固溶体；

（2）制备半导体釉：将氧化锌、白釉基料和步骤（1）所制备的半导体金属氧化物的固溶体按照实施例1所述的质量百分含量比混合，然后进行湿法球墨至混合物的粒径过325目筛，且所述的筛余为5%，得到半导体釉。

而一种棒形悬式绝缘子用半导体釉应用于棒形悬式绝缘子表面的方法则包括以下步骤：

1）首先将棒形悬式绝缘子用半导体釉涂覆在棒形悬式绝缘子的表面，形成棒形悬式绝缘子坯体；

2）将棒形悬式绝缘子坯体装入抽屉式隧道窑中，通过天然气引起的氧化焰，以20℃/h的升温速率升温至955℃，然后保温10h，此时抽屉式隧道窑内气氛O₂的含量为6%；

3）再以15℃/h的升温速率升温至1000℃，在该温度下进行氧化保温，保温时间为8h，抽屉式隧道窑内气氛O₂含量2%；

4）氧化保温完成后，继续通过氧化焰升温至最高烧成温度1100℃，此阶段的升温速率为20℃/h，然后保温8h，抽屉式隧道窑内气氛O₂含量为3%；

5）最高烧成温度保温结束后，将烧成温度以大于180℃/h的降温速率快速冷却至1000℃，然后以60℃/h的冷却速率使产品冷却到250℃以下，再自然冷却到80℃以下，整个烧成过程结束，得到锑锡铁型釉的棒形悬式绝缘子。

实施例2：

棒形悬式绝缘子用半导体釉配方，包括半导体金属氧化物的固溶体、氧化锌和白釉基料，其中，所述的半导体金属氧化物的固溶体的质量为白釉基料质量的40%，所述的氧化锌质量为白釉基料质量的3%。且所述的白釉基料包括以下组分且各组分的重量份数为：钾长石30份；石英22份；新会粉15份；水洗高岭土4份；星子高岭土8份；滑石粉15份；石灰石7份；左云土2份；硅酸锆6份；氧化铝10份。而所述的半导体金属氧化物的固溶体包括以下组分且各组分的重量份数分别为：氧化锑5份、氧化铁2份和氧化锡93份。

上述的棒形悬式绝缘子用半导体釉的制备方法包括以下步骤：

（1）制备半导体金属氧化物固溶体：分别将按照实施例2所述的重量份数配比的氧化锑、氧化铁和氧化锡细磨至过325目筛，筛余均为6%，然后混合，再经氧化气氛在1250℃的温度条件下煅烧，得到固溶体；

（2）制备半导体釉：将氧化锌、白釉基料和步骤（1）所制备的半导体金属氧化物的固溶体按照实施例1所述的质量百分含量比混合，然后进行湿法球墨至混合物的粒径过325目筛，且所述的筛余为3%，得到半导体釉。

而一种棒形悬式绝缘子用半导体釉应用于棒形悬式绝缘子表面的方法则包括以下步骤：

1）首先将棒形悬式绝缘子用半导体釉涂覆在棒形悬式绝缘子的表面，形成棒形悬式绝缘子坯体；

2）将棒形悬式绝缘子坯体装入抽屉式隧道窑中，通过天然气引起的氧化焰，以25℃/h的升温速率升温至955℃，然后保温18h，此时抽屉式隧道窑内气氛O₂的含量为2%；

3）再以5℃/h的升温速率升温至1000℃，在该温度下进行氧化保温，保温时间为10h，抽屉式隧道窑内气氛O₂含量4%；

4）氧化保温完成后，继续通过氧化焰升温至最高烧成温度1250℃，此阶段的升温速率为30℃/h，然后保温10h，抽屉式隧道窑内气氛O₂含量为1%；

5）最高烧成温度保温结束后，将烧成温度以大于180℃/h的降温速率快速冷却至1000℃，然后以80℃/h的冷却速率使产品冷却到250℃以下，再自然冷却到80℃以下，整个烧成过程结束，得到锑锡铁型釉的棒形悬式绝缘子。

实施例3：

棒形悬式绝缘子用半导体釉配方，包括半导体金属氧化物的固溶体、氧化锌和白釉基料，其中，所述的半导体金属氧化物的固溶体的质量为白釉基料质量的38%，所述的氧化锌质量为白釉基料质量的4%。且所述的白釉基料包括以下组分且各组分的重量份数为：钾长石26份；石英25份；新会粉12份；水洗高岭土6份；星子高岭土7份；滑石粉12份；石灰石5份；左云土5份；硅酸锆4份；氧化铝15份。而所述的半导体金属氧化物的固溶体包括以下组分且各组分的重量份数分别为：氧化锑4份、氧化铁2份和氧化锡94份。

上述的棒形悬式绝缘子用半导体釉的制备方法包括以下步骤：

（1）制备半导体金属氧化物固溶体：分别将按照实施例3所述的重量份数配比的氧化锑、氧化铁和氧化锡细磨至过325目筛，筛余均为5%，然后混合，再经氧化气氛在1180℃的温度条件下煅烧，得到固溶体；

（2）制备半导体釉：将氧化锌、白釉基料和步骤（1）所制备的半导体金属氧化物的固溶体按照实施例1所述的质量百分含量比混合，然后进行湿法球墨至混合物的粒径过325目筛，且所述的筛余为4%，得到半导体釉。

而一种棒形悬式绝缘子用半导体釉应用于棒形悬式绝缘子表面的方法则包括以下步骤：

1）首先将棒形悬式绝缘子用半导体釉涂覆在棒形悬式绝缘子的表面，形成棒形悬式绝缘子坯体；

2）将棒形悬式绝缘子坯体装入抽屉式隧道窑中，通过天然气引起的氧化焰，以22℃/h的升温速率升温至955℃，然后保温14h，此时抽屉式隧道窑内气氛O₂的含量为4%；

3）再以10℃/h的升温速率升温至1000℃，在该温度下进行氧化保温，保温时间为9h，抽屉式隧道窑内气氛O₂含量3%；

4）氧化保温完成后，继续通过氧化焰升温至最高烧成温度1180℃，此阶段的升温速率为25℃/h，然后保温9h，抽屉式隧道窑内气氛O₂含量为2%；

5）最高烧成温度保温结束后，将烧成温度以大于180℃/h的降温速率快速冷却至1000℃，然后以70℃/h的冷却速率使产品冷却到250℃以下，再自然冷却到80℃以下，整个烧成过程结束，得到锑锡铁型釉的棒形悬式绝缘子。

上述实施例1-3制备的锑锡铁型釉的棒形悬式绝缘子，其半导体釉与瓷体结合良好，具有合理的热膨胀系数，上釉后形成良好的中间层，在不影响瓷的机械性能的基础上，大幅提高绝缘子的耐污性能，有效地发挥泄漏距离的作用，即使在污秽地区也不需要加强绝缘，简化了绝缘子的结构，防止局部电弧的产生与发展，减少污闪事故的发生及其造成的损失。

本发明按照上述实施例进行了说明，应当理解，上述实施例不以任何形式限定本发明，凡采用等同替换或等效变换方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.棒形悬式绝缘子用半导体釉配方，其特征在于，包括半导体金属氧化物的固溶体、氧化锌和白釉基料，其中，所述的半导体金属氧化物的固溶体的质量为白釉基料质量的35-40%，所述的氧化锌质量为白釉基料质量的3-4%。

2.根据权利要求1所述的棒形悬式绝缘子用半导体釉配方，其特征在于，所述的白釉基料包括以下组分且各组分的重量份数为：

钾长石      23-30份；

石英        22-29份；

新会粉      10-15份；

水洗高岭土  4-9份；

星子高岭土  5-8份；

滑石粉      8-15份；

石灰石      4-7份；

左云土      2-8份；

硅酸锆      1-6份；

氧化铝      10-20份。

3.根据权利要求1所述的棒形悬式绝缘子用半导体釉配方，其特征在于，所述的半导体金属氧化物的固溶体包括以下组分且各组分的重量份数分别为：氧化锑3-5份、氧化铁2-3份和氧化锡92-95份。

4.棒形悬式绝缘子用半导体釉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）制备半导体金属氧化物固溶体：分别将重量份数分别为3-5份的氧化锑、2-3份的氧化铁和92-95份的氧化锡细磨至过325目筛，筛余均为4-6%，然后混合，再经氧化气氛在1100-1250℃的温度条件下煅烧，得到固溶体；

（2）制备半导体釉：将氧化锌、白釉基料和步骤（1）所制备的半导体金属氧化物的固溶体混合，然后进行湿法球墨至混合物的粒径过325目筛，且所述的筛余为3-5%，其中，所述的半导体金属氧化物的固溶体的质量为白釉基料质量的35-40%，所述的氧化锌质量为白釉基料质量的3-4%，得到半导体釉。

5.一种棒形悬式绝缘子用半导体釉应用于棒形悬式绝缘子表面的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）首先将棒形悬式绝缘子用半导体釉涂覆在棒形悬式绝缘子的表面，形成棒形悬式绝缘子坯体；

2）将棒形悬式绝缘子坯体装入抽屉式隧道窑中，通过天然气引起的氧化焰，以20-25℃/h的升温速率升温至955℃，然后保温10-18h，此时抽屉式隧道窑内气氛O₂的含量为2-6%；

3）再以5-15℃/h的升温速率升温至1000℃，在该温度下进行氧化保温，保温时间为8-10h，抽屉式隧道窑内气氛O₂含量2-4%；

4）氧化保温完成后，继续通过氧化焰升温至最高烧成温度1100-1250℃，此阶段的升温速率为20-30℃/h，然后保温8-10h，抽屉式隧道窑内气氛O₂含量为1-3%；

5）最高烧成温度保温结束后，将烧成温度以大于180℃/h的降温速率快速冷却至1000℃，然后以60-80℃/h的冷却速率使产品冷却到250℃以下，再自然冷却到80℃以下，整个烧成过程结束。