CN106927785A - 一种电力设备用绝缘陶瓷的制作工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电力设备用绝缘陶瓷的制作工艺，由以下步骤组成：步骤1：玉竹预处理，步骤2：混合原料制备，步骤3：烧结成型，将混合原料在40~50分钟的时间内以每分钟升高10摄氏度的温度将混合原料的温度上升至80~120摄氏度，加入烧结助剂球磨12~24小时，得到固相含量为50~75vol的浆料，将其制备成1~3mm厚的透明陶瓷坯片，将坯片在高温箱式炉内以2℃/min升温至1400摄氏度灌注模具内成型，成型20~90秒后保温1.5~2.5h，得到电力设备用绝缘陶瓷。本发明的制作工艺通过严格控制工艺参数，可以控制该材料在烧结过程中的结构变化和化学变化，可以满足工业应用的要求，同时本发明相比于已有工艺，可以明显降低能量消耗。

Description

一种电力设备用绝缘陶瓷的制作工艺
技术领域
本发明电力设备属于领域，具体涉及一种电力设备用绝缘陶瓷的制作工艺。
背景技术
陶瓷是以天然粘土以及各种天然矿物为主要原料经过粉碎混炼、成型和煅烧制得的材料的各种制品。以前人们把用陶土制作成的在专门的窑炉中高温烧制的物品称作陶瓷，陶瓷是陶器和瓷器的总称。陶瓷的传统概念是指所有以粘土等无机非金属矿物为原料的人工工业产品。它包括由粘土或含有粘土的混合物经混炼，成形，煅烧而制成的各种制品。由最粗糙的土器到最精细的精陶和瓷器都属于它的范围。现有的陶瓷种类很多，现己被广泛用于化工领域、电子领域等。其中氧化铝陶瓷和钛钡具有优异的物理化学性能，称为电学领域常用的材料之一。现有技术中氧化铝制备的绝缘电阻值低，绝缘性能不高，降低了产品的耐用性能。
发明内容
针对上述问题，本发明要解决的技术问题是提供一种电力设备用绝缘陶瓷的制作工艺。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种电力设备用绝缘陶瓷的制作工艺，由以下步骤组成：
步骤1：玉竹预处理，将玉竹经过粉碎机粉碎后，再经过200~400目筛，并加入其质量的1.5~3.5倍的冰醋酸，搅拌均匀后，在55~60摄氏度的温度下放入在密封保温装置中保温2~6小时后，之后取出玉竹自然晾干，得到预处理过的玉竹；
步骤2：混合原料制备，将制备绝缘陶瓷的原料按照质量份数依次放入粉碎机中粉碎，过200~250目筛，然后混入球磨机中湿法球磨40~60分钟，再加入玉竹质量的3.5~9.5倍的钛白粉和玉竹质量的20~40倍的去离子水，搅拌均匀后进行超声波处理2~5小时，所述超声波的频率为20千赫兹至30千赫兹，超声波处理过后得到制备绝缘陶瓷的混合原料；
步骤3：烧结成型，将混合原料在40~50分钟的时间内以每分钟升高10摄氏度的温度将混合原料的温度上升至80~120摄氏度，加入烧结助剂球磨12~24小时，得到固相含量为50~75vol的浆料，将其制备成1~3mm厚的透明陶瓷坯片，将坯片在高温箱式炉内以2℃/min升温至1400摄氏度灌注模具内成型，成型20~90秒后保温1.5~2.5h，得到电力设备用绝缘陶瓷。
优选地，所述步骤2中的制备绝缘陶瓷的原料按照重量份包括以下：分子筛3~15份、云母粉6~9份、聚白粉3~19份、石英2~10份、高岭土10~30份、金属氧化物粉末6~9份、 粘土20~30份、氮化硅2~10份、氮化硼6~13份、碳化物混合物0.1~1.5份。
优选地，所述步骤2中的制备绝缘陶瓷的原料按照重量份包括以下：分子筛3份、云母粉6份、聚白粉3份、石英2份、高岭土10份、金属氧化物粉末6份、 粘土20份、氮化硅2份、氮化硼6份、碳化物混合物0.1份。
优选地，所述金属氧化物粉末为氧化镧粉末和/或氧化络粉末。
优选地，所述碳化物混合物为碳化硼和碳化硅的组合物。
优选地，所述步骤3中的烧结助剂为硝酸镁、硝酸钇和硝酸镧中的一种或者它们的混合物。
优选地，所述步骤2中超声波处理的功率为200~500w。
优选地，所述步骤1和步骤2中的粉碎机为锤片式粉碎机或刀片式粉碎机。
优选地，所述步骤2中的湿法球磨所保持的水含量为12~24%。
本发明的有益效果在于：本发明的制作工艺通过严格控制工艺参数，可以控制该材料在烧结过程中的结构变化和化学变化，可以满足工业应用的要求，同时本发明相比于已有工艺，可以明显降低能量消耗。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。
实施例1
一种电力设备用绝缘陶瓷的制作工艺，由以下步骤组成：
步骤1：玉竹预处理，将玉竹经过粉碎机粉碎后，再经过200目筛，并加入其质量的1.5倍的冰醋酸，搅拌均匀后，在55摄氏度的温度下放入在密封保温装置中保温2小时后，之后取出玉竹自然晾干，得到预处理过的玉竹；
步骤2：混合原料制备，将制备绝缘陶瓷的原料按照质量份数依次放入粉碎机中粉碎，过200目筛，然后混入球磨机中湿法球磨40分钟，再加入玉竹质量的3.5倍的钛白粉和玉竹质量的20倍的去离子水，搅拌均匀后进行超声波处理2小时，所述超声波的频率为20千赫兹，超声波处理过后得到制备绝缘陶瓷的混合原料；
步骤3：烧结成型，将混合原料在40分钟的时间内以每分钟升高10摄氏度的温度将混合原料的温度上升至80摄氏度，加入烧结助剂球磨12小时，得到固相含量为50vol的浆料，将其制备成1mm厚的透明陶瓷坯片，将坯片在高温箱式炉内以2℃/min升温至1400摄氏度灌注模具内成型，成型20秒后保温1.5h，得到电力设备用绝缘陶瓷。
所述步骤2中的制备绝缘陶瓷的原料按照重量份包括以下：分子筛3份、云母粉6份、聚白粉3、石英2份、高岭土10份、金属氧化物粉末6份、 粘土20份、氮化硅2份、氮化硼6份、碳化物混合物0.1份。
所述金属氧化物粉末为氧化镧粉末和/或氧化络粉末。
所述碳化物混合物为碳化硼和碳化硅的组合物。
所述步骤3中的烧结助剂为硝酸镁、硝酸钇和硝酸镧中的一种或者它们的混合物。
所述步骤2中超声波处理的功率为200w。
所述步骤1和步骤2中的粉碎机为刀片式粉碎机。
所述步骤2中的湿法球磨所保持的水含量为12%。
实施例2
一种电力设备用绝缘陶瓷的制作工艺，由以下步骤组成：
步骤1：玉竹预处理，将玉竹经过粉碎机粉碎后，再经过400目筛，并加入其质量的3.5倍的冰醋酸，搅拌均匀后，在60摄氏度的温度下放入在密封保温装置中保温6小时后，之后取出玉竹自然晾干，得到预处理过的玉竹；
步骤2：混合原料制备，将制备绝缘陶瓷的原料按照质量份数依次放入粉碎机中粉碎，过250目筛，然后混入球磨机中湿法球磨60分钟，再加入玉竹质量的9.5倍的钛白粉和玉竹质量的40倍的去离子水，搅拌均匀后进行超声波处理5小时，所述超声波的频率为30千赫兹，超声波处理过后得到制备绝缘陶瓷的混合原料；
步骤3：烧结成型，将混合原料在50分钟的时间内以每分钟升高10摄氏度的温度将混合原料的温度上升至120摄氏度，加入烧结助剂球磨24小时，得到固相含量为75vol的浆料，将其制备成3mm厚的透明陶瓷坯片，将坯片在高温箱式炉内以2℃/min升温至1400摄氏度灌注模具内成型，成型90秒后保温2.5h，得到电力设备用绝缘陶瓷。
所述步骤2中的制备绝缘陶瓷的原料按照重量份包括以下：分子筛15份、云母粉9份、聚白粉19份、石英10份、高岭土30份、金属氧化物粉末9份、 粘土30份、氮化硅10份、氮化硼13份、碳化物混合物1.5份。
所述金属氧化物粉末为氧化镧粉末和/或氧化络粉末。
所述碳化物混合物为碳化硼和碳化硅的组合物。
所述步骤3中的烧结助剂为硝酸镁、硝酸钇和硝酸镧中的一种或者它们的混合物。
所述步骤2中超声波处理的功率为500w。
所述步骤1和步骤2中的粉碎机为锤片式粉碎机。
所述步骤2中的湿法球磨所保持的水含量为24%。
实施例3
一种电力设备用绝缘陶瓷的制作工艺，由以下步骤组成：
步骤1：玉竹预处理，将玉竹经过粉碎机粉碎后，再经过200目筛，并加入其质量的2.5倍的冰醋酸，搅拌均匀后，在60摄氏度的温度下放入在密封保温装置中保温2小时后，之后取出玉竹自然晾干，得到预处理过的玉竹；
步骤2：混合原料制备，将制备绝缘陶瓷的原料按照质量份数依次放入粉碎机中粉碎，过300目筛，然后混入球磨机中湿法球磨40分钟，再加入玉竹质量的3.5倍的钛白粉和玉竹质量的20倍的去离子水，搅拌均匀后进行超声波处理2小时，所述超声波的频率为20千赫兹，超声波处理过后得到制备绝缘陶瓷的混合原料；
步骤3：烧结成型，将混合原料在40分钟的时间内以每分钟升高10摄氏度的温度将混合原料的温度上升至90摄氏度，加入烧结助剂球磨12小时，得到固相含量为50vol的浆料，将其制备成2mm厚的透明陶瓷坯片，将坯片在高温箱式炉内以2℃/min升温至1400摄氏度灌注模具内成型，成型20秒后保温1.5h，得到电力设备用绝缘陶瓷。
所述步骤2中的制备绝缘陶瓷的原料按照重量份包括以下：分子筛3份、云母粉6份、聚白粉5、石英4份、高岭土12份、金属氧化物粉末7份、 粘土22份、氮化硅4份、氮化硼6份、碳化物混合物0.1份。
所述金属氧化物粉末为氧化镧粉末和/或氧化络粉末。
所述碳化物混合物为碳化硼和碳化硅的组合物。
所述步骤3中的烧结助剂为硝酸镁、硝酸钇和硝酸镧中的一种或者它们的混合物。
所述步骤2中超声波处理的功率为300w。
所述步骤1和步骤2中的粉碎机为刀片式粉碎机。
所述步骤2中的湿法球磨所保持的水含量为14%。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电力设备用绝缘陶瓷的制作工艺，其特征在于，由以下步骤组成：
步骤1：玉竹预处理，将玉竹经过粉碎机粉碎后，再经过200~400目筛，并加入其质量的1.5~3.5倍的冰醋酸，搅拌均匀后，在55~60摄氏度的温度下放入在密封保温装置中保温2~6小时后，之后取出玉竹自然晾干，得到预处理过的玉竹；
步骤2：混合原料制备，将制备绝缘陶瓷的原料按照质量份数依次放入粉碎机中粉碎，过200~250目筛，然后混入球磨机中湿法球磨40~60分钟，再加入玉竹质量的3.5~9.5倍的钛白粉和玉竹质量的20~40倍的去离子水，搅拌均匀后进行超声波处理2~5小时，所述超声波的频率为20千赫兹至30千赫兹，超声波处理过后得到制备绝缘陶瓷的混合原料；
步骤3：烧结成型，将混合原料在40~50分钟的时间内以每分钟升高10摄氏度的温度将混合原料的温度上升至80~120摄氏度，加入烧结助剂球磨12~24小时，得到固相含量为50~75vol的浆料，将其制备成1~3mm厚的透明陶瓷坯片，将坯片在高温箱式炉内以2℃/min升温至1400摄氏度灌注模具内成型，成型20~90秒后保温1.5~2.5h，得到电力设备用绝缘陶瓷。
2.根据权利要求1所述的电力设备用绝缘陶瓷的制作工艺，其特征在于，所述步骤2中的制备绝缘陶瓷的原料按照重量份包括以下：分子筛3~15份、云母粉6~9份、聚白粉3~19份、石英2~10份、高岭土10~30份、金属氧化物粉末6~9份、 粘土20~30份、氮化硅2~10份、氮化硼6~13份、碳化物混合物0.1~1.5份。
3.根据权利要求2所述的电力设备用绝缘陶瓷的制作工艺，其特征在于，所述步骤2中的制备绝缘陶瓷的原料按照重量份包括以下：分子筛3份、云母粉6份、聚白粉3份、石英2份、高岭土10份、金属氧化物粉末6份、 粘土20份、氮化硅2份、氮化硼6份、碳化物混合物0.1份。
4.根据权利要求2所述的电力设备用绝缘陶瓷的制作工艺，其特征在于，所述金属氧化物粉末为氧化镧粉末和/或氧化络粉末。
5.根据权利要求2所述的电力设备用绝缘陶瓷的制作工艺，其特征在于，所述碳化物混合物为碳化硼和碳化硅的组合物。
6.根据权利要求1所述的电力设备用绝缘陶瓷的制作工艺，其特征在于，所述步骤3中的烧结助剂为硝酸镁、硝酸钇和硝酸镧中的一种或者它们的混合物。
7.根据权利要求1所述的电力设备用绝缘陶瓷的制作工艺，其特征在于，所述步骤2中超声波处理的功率为200~500w。
8.根据权利要求1所述的电力设备用绝缘陶瓷的制作工艺，其特征在于，所述步骤1和步骤2中的粉碎机为锤片式粉碎机或刀片式粉碎机。
9.根据权利要求1所述的电力设备用绝缘陶瓷的制作工艺，其特征在于，所述步骤2中的湿法球磨所保持的水含量为12~24%。
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