CN103559946A - 陶瓷绝缘电磁线及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种陶瓷绝缘电磁线及其制备方法，镀镍铜导线经磷化溶液磷化后，再在表面涂覆一层陶瓷料浆，料浆包括以下重量份数的原料组成：Al2O3：0-10份，Pb3O4：50-70份，H3BO3：20-30份，KNO3：5-20份和助剂1-3份；磷化溶液的配置方法为：马日夫盐：3-7g(100ml)-1；硝酸锌：7-8.5g(100ml)-1；氟化钠：0.3-0.45g(100ml)-1，三种盐溶解在水中，加磷酸5-10ml(100ml)-1调节PH值在4-6之间。本发明提高了金属与陶瓷涂层的附着力，提高了陶瓷绝缘电磁线的绕曲线，提高了耐击穿电压，其耐热温度高。

Description

陶瓷绝缘电磁线及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种陶瓷绝缘电磁线，具体涉及一种陶瓷绝缘电磁线及其制备方法。
背景技术
电磁线是电气行业中不可缺少的电工产品，电机在长时间的通电和摩擦会产生大量的热，热量不能及时的散发会导致绝缘层的失效。目前电磁线是以有机物为绝缘层的，不能在高温环境下长期（≥500℃、1000h以上）使用,另一方面随着人类对宇宙空间研究，也急需要一种能够耐辐射的电磁线。目前的电磁线已无法满足高温和辐射环境下的使用要求，为了使电器产品能在苛刻的环境下稳定工作，必须研究开发以玻璃、陶瓷等耐高温的无机物为绝缘层的电磁线。
陶瓷绝缘电磁线是以陶瓷材料为绝缘层的电磁线。与以有机物为绝缘层的电磁线相比，无机的陶瓷绝缘电磁线具有更高的耐热性及耐超低温、耐腐蚀性、抗老化性等，应用前景广阔。
磷化处理作为一种重要的表面处理技术广泛的于金属防腐、涂装前处理、表面润滑及表面精饰等领域。磷化处理指金属表面在含有磷酸、磷酸二氢盐和其它化学助剂的酸性溶液中转变为稳定的不溶性的磷酸盐膜层的工艺。磷化膜与金属是一个紧密结合的整体，是由大小各异的结晶构成。经过涂装，涂料可以渗透到这些孔隙中与磷化膜紧密结合，提高涂层的附着力。实用新型专利，专利号为200420108315.X也采用多层的包覆结构来提高电磁线的耐热等级，然而由于其包覆的层数过多，必然导致整体线半径的增加，而真正起到导体作用的导线却仅占一小部分，电气性能必然有所下降，并且它所制备的高温陶瓷电磁线耐热仅仅为300-450℃；申请号为200710023540.1的发明专利，制备了纳米复合陶瓷绝缘电磁线，所采用的陶瓷涂层的熔融温度过高（＞1000℃），并且所采用的工艺设备比较复杂，成本较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种陶瓷绝缘电磁线及其制备方法，通过在镀镍铜导线表面覆盖一层多孔的磷酸盐膜，提高金属与陶瓷涂层的附着力，提高陶瓷绝缘电磁线的绕曲线，提高耐击穿电压，其耐热温度高。制备方法简单，易于操作。
本发明所述的一种陶瓷绝缘电磁线，镀镍铜导线经磷化溶液磷化后，再在表面涂覆一层陶瓷料浆，料浆包括以下重量份数的原料组成：
Al2O3：0-10份，Pb3O4：50-70份，H3BO3：20-30份，KNO3：5-20份和助剂1-3份；
磷化溶液的配置方法为：马日夫盐：3-7g(100ml)-1；硝酸锌：7-8.5g(100ml)-1；氟化钠：0.3-0.45g(100ml)-1，三种盐溶解在水中，加磷酸5-10ml(100ml)-1调节PH值在4-6之间。
助剂为ZnO、CaF2或MgF2中一种或多种。
陶瓷绝缘电磁线的制备方法，制备步骤如下：
将Al2O3、Pb3O4、H3BO3、KNO3和助剂混合均匀后在500-700℃的温度下熔融，然后迅速倒入冷水中极冷，得到熔块，将熔块球磨至粒度在1-5μm之间得到陶瓷料浆，加水调节料浆粘度；将镀镍铜导线放置磷化溶液磷化，干燥后在镀镍铜导线表面涂覆一层料浆，自然干燥，烧结得到陶瓷绝缘电磁线。
镀镍铜导线磷化溶液磷化后，在镀镍铜导线表面覆盖了一层多孔的磷酸盐膜。
料浆的粘度范围为220-400Mpa.s。
磷化温度在40-90℃，磷化时间在10-30min。
烧结制度为室温-（130-150℃）升温速度为0.8-1℃/min，在（130-150℃）下保温1h-3h；（130-150℃）-（400-450℃）升温速度为1.5-2℃/min；（450-650℃）升温速度为2-3℃/mim，之后再保温1-2h。
陶瓷绝缘电磁线的耐热温度>500℃,绕曲直径在6-20d（d为导线的直径）之间。
本发明与最好的现有的技术相比，具有以下有益效果：
本发明通过在镀镍铜导线表面覆盖一层多孔的磷酸盐膜，提高了金属与陶瓷涂层的附着力，提高了陶瓷绝缘电磁线的绕曲线，提高了耐击穿电压，其耐热温度高。制备方法简单，易于操作。
说明书附图
图1为本发明的流程示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1
磷化溶液的制备：马日夫盐3g(100ml)-1、硝酸锌：7g(100ml)-1、氟化钠：0.3g(100ml)-1，磷酸5ml(100ml)-1，调节PH值为4.5。
将10份Al2O3、50份Pb3O4、28份H3BO3、10份KNO3、2份CaF2混合物混合均匀后在700℃熔融，然后迅速倒入25℃冷水中，得到熔块，将熔块球磨至粒度在1-5μm之间；以料：球：水比为1:4：0.8制成陶瓷料浆，粘度为300Mpa.s，将镀镍铜导线放置磷化溶液中15min，温度40℃；在镀镍铜导线表面涂覆料浆，经磷化后自然干燥后，烧结得到陶瓷绝缘电磁线。
其中，烧结制度为室温到150℃升温速度为1℃/min，在150℃下保温1h；150℃到450℃升温速度为2℃/min；450到600℃升温速度为2℃/mim，之后再保温1h得到陶瓷绝缘电磁线。
陶瓷绝缘电磁线的涂层厚度25μm，绕曲性10d（d为镀镍铜导线的直径），耐击穿电压500VDC。
实施例2
磷化溶液的制备：马日夫盐5g(100ml)-1、硝酸锌：8g(100ml)-1、氟化钠：0.4g(100ml)-1磷酸6ml(100ml)-1，调节PH值为4.0。
将5份Al2O3、51份Pb3O4、20份H3BO3、21份KNO3、2份CaF2、1份ZnO混合物化为熔块后，650℃熔融，然后迅速倒入25℃冷水中，得到熔块，将熔块球磨至粒度在1-5μm之间；以料：球：水比为1:4：0.8制成陶瓷料浆粘度为350Mpa.s；将镀镍铜导线放置磷化溶液中20min，温度50℃；在镀镍铜导线表面涂覆料浆，加磷化溶液磷化后自然干燥后，烧结得到陶瓷绝缘电磁线。
烧结制度室温到150℃升温速度为1℃/min，在150℃下保温1h；150℃到450℃升温速度为2℃/min；450到650℃升温速度为3℃/mim，之后再保温1h得到陶瓷绝缘电磁线。
陶瓷绝缘电磁线的涂层厚度27μm，绕曲性12d（d为镀镍铜导线的直径），耐击穿电压560VDC。
实施例3
磷化溶液的制备：马日夫盐4g(100ml)-1、硝酸锌：8.5g(100ml)-1、氟化钠：0.45g(100ml)-1磷酸7ml(100ml)-1，调节PH值为5.0。
将7份Al2O3、57份Pb3O4、30份H3BO3、5份KNO3、1份MgF2混合物化在700℃下熔融，然后迅速倒入25℃冷水中，得到熔块，将熔块球磨至粒度在1-5μm之间；以料：球：水比为1:4：0.8制成陶瓷料浆，粘度为380Mpa.s；将镀镍铜导线放置磷化溶液中25min，温度60℃；在镀镍铜导线表面涂覆料浆，加磷化溶液磷化后自然干燥后，烧结得到陶瓷绝缘电磁线。
烧结制度室温到130℃升温速度为0.9℃/min，在130℃下保温3h；130℃到400℃升温速度为1.5℃/min；400到600℃升温速度为2℃/mim，之后再保温1h得到陶瓷绝缘电磁线。
陶瓷绝缘电磁线的涂层厚度29μm，绕曲性12d（d为镀镍铜导线的直径），耐击穿电压600VDC。
实施例4
磷化溶液的制备：马日夫盐7g(100ml)-1、硝酸锌：8g(100ml)-1、氟化钠：0.45g(100ml)-1磷酸10ml(100ml)-1，调节PH值为6。
70份Pb3O4、20份H3BO3、8份KNO3、1份CaF2、1份MgF2混合物在550℃下熔融，然后迅速倒入25℃冷水中，得到熔块，将熔块球磨至粒度在1-5μm之间；以料：球：水比为1:4：0.8制成陶瓷料浆，粘度为400Mpa.s；将镀镍铜导线放置磷化溶液中30min，温度80℃；在镀镍铜导线表面涂覆料浆，加磷化溶液磷化后自然干燥后，烧结得到陶瓷绝缘电磁线。
烧结制度室温到150℃升温速度为0.8℃/min，在150℃下保温2h；150℃到450℃升温速度为2℃/min；450到500℃升温速度为2℃/mim，之后再保温2h得到陶瓷绝缘电磁线。
陶瓷绝缘电磁线的涂层厚度20μm，绕曲性8d（d为镀镍铜导线的直径），耐击穿电压650VDC。

Claims (6)

1.一种陶瓷绝缘电磁线，其特征在于，镀镍铜导线经磷化溶液磷化后，再在表面涂覆一层陶瓷料浆，料浆包括以下重量份数的原料组成：
Al2O3：0-10份，Pb3O4：50-70份，H3BO3：20-30份，KNO3：5-20份和助剂1-3份；
磷化溶液的配置方法为：马日夫盐：3-7g(100ml)-1；硝酸锌：7-8.5g(100ml)-1；氟化钠：0.3-0.45g(100ml)-1，三种盐溶解在水中，加磷酸5-10ml(100ml)-1调节PH值在4-6之间。
2.根据权利要求1所述的陶瓷绝缘电磁线，其特征在于，助剂为ZnO、CaF2或MgF2中一种或多种。
3.一种权利要求1所述的陶瓷绝缘电磁线的制备方法，其特征在于，制备步骤：
将Al2O3、Pb3O4、H3BO3、KNO3和助剂混合均匀后在500-700℃的温度下熔融，然后迅速倒入冷水中极冷，得到熔块，将熔块球磨至粒度在1-5μm之间得到陶瓷料浆，加水调节料浆粘度；将镀镍铜导线放置磷化溶液磷化，干燥后在镀镍铜导线表面涂覆一层料浆，自然干燥，烧结得到陶瓷绝缘电磁线。
4.根据权利要求3所述的陶瓷绝缘电磁线的制备方法，其特征在于，陶瓷料浆的粘度范围为220-400Mpa.s。
5.根据权利要求3所述的陶瓷绝缘电磁线的制备方法，其特征在于，磷化温度在40-90℃，磷化时间在10-30min。
6.根据权利要求3所述的陶瓷绝缘电磁线的制备方法，其特征在于，烧结制度为室温-（130-150℃）升温速度为0.8-1℃/min，在（130-150℃）下保温1h-3h；（130-150℃）-（400-450℃）升温速度为1.5-2℃/min；（450-650℃）升温速度为2-3℃/mim，之后再保温1-2h。
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