CN113707399B - 一种电阻片的制备系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电阻片的制备系统，所述系统包括：第一搅拌机构、第二搅拌机构、第三搅拌机构和第四搅拌机构，执行步骤包括如下步骤：基于氧化锌、添加物和分散剂按照预设的质量比例在第一搅拌机构和第二搅拌机构中以对应的搅拌速度进行搅拌，且重复多次搅拌步骤，得到中间物；将中间物和结合剂按照预设的质量比例加入至第三搅拌机构和第四搅拌机构中以对应的搅拌速度进行搅拌，重复多次搅拌步骤，得到目标化合物，并基于目标化合物制备出电阻片，本发明能够使每个层电阻片的横向和纵向保证均匀性，避免导致电流分布的不均性，导致的电阻片击穿或炸裂。
Description
技术领域
本发明涉及电阻片技术领域，特别涉及一种电阻片的制备系统。
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。
目前，氧化锌压敏电阻片作为氧化锌避雷器的核心部件，其性能直接影响氧化锌避雷器的水平。特高压等级用氧化锌避雷器阀片由于技术复杂、造价较高，目前只被少数发达国家拥有，能够研制出适用特高压电网用的金属氧化物避雷器的制造商更是凤毛麟角。为了加快我国电力行业的发展，摆脱对国外产品和技术的依赖，开发具有高通流容量的氧化锌阀片具有非常重要的现实意义。
但是，现有的氧化锌压敏电阻片的制备过程中，无法满足每个层电阻片的横向和纵向保证均匀性，导致电流分布的不均性，由此产生的热量导致内部热应力形成，从而使电阻片击穿或炸裂。
发明内容
为了解决现有技术的问题，能够使每个层电阻片的横向和纵向保证均匀性，避免导致电流分布的不均性，由此产生的热量导致内部热应力形成，从而使电阻片击穿或炸裂。
本发明实施例提供了一种电阻片的制备系统，所述系统包括：第一搅拌机构、第二搅拌机构、第三搅拌机构和第四搅拌机构，其中，所述第一搅拌机构和第三搅拌机构均与所述第二搅拌机构连通，所述第四搅拌机构与所述第三搅拌机构连通，通过所述第一搅拌机构、所述第二搅拌机构、所述第三搅拌机构和所述第四搅拌机构，实现制备电阻片的方法，包括如下步骤：
S1、将氧化锌、添加物和分散剂按照预设的第一质量比例加入至所述第一搅拌机构中，并在所述第一搅拌机构中以预设的第一搅拌速度进行搅拌，得到第一中间物；
S2、将所述第一中间物和铝化物按照预设的第二质量比例加入至所述第一搅拌机构中，并在所述第二搅拌机构中以预设的第二搅拌速度进行搅拌，得到第二中间物；
S3、将所述第二中间物加入至所述第一搅拌机构中，并在所述第一搅拌机构中以预设的第三搅拌速度进行搅拌，得到第三中间物；
S4、重复S1-S3步骤，得到第四中间物；
S5、将所述第四中间物和结合剂按照预设的第三质量比例加入至所述第三搅拌机构中，并在所述第三搅拌机构中以预设的第四搅拌速度进行搅拌，得到第五中间物；
S6、将所述第四中间物加入至所述第四搅拌机构中，并在所述第四搅拌机构中以预设的第五搅拌速度进行搅拌，得到第五中间物；
S7、将所述第五中间物加入至所述第三搅拌机构中，并在所述第三搅拌机构中以预设的第六搅拌速度进行搅拌，得到第六中间物；
S8、重复S5-S7步骤，得到目标化合物，并基于所述目标化合物制备出电阻片。
进一步地，所述添加物包括：Bi2O3、Co2O3、MnO2、Sb2O3、Cr203、SiO2、NiO、Al(NO3)3·9H2O。
进一步地，所述分散剂为水或者其他液体。
进一步地，所述第一质量比为氧化锌和添加物与分散剂的质量比例，所述氧化锌和添加物与所述分散剂的质量比例为1:1。
进一步地，所述第一搅拌速度的范围为2500～3500rpm。
进一步地，所述第二搅拌速度＞所述第一搅拌速度，且所述第二搅拌速度范围为1.1～1.3倍的所述第一搅拌速度。
进一步地，所述第三搅拌速度＞所述第二搅拌速度，且所述第三搅拌速度范围为1.1～1.3倍的所述第二搅拌速度。
进一步地，所述S4步骤：还包括：
S41、对所述第三中间物的颗粒度进行测量，得到所述第三中间物的颗粒度；
S42、当所述第三中间物的颗粒度＞预设的目标颗粒度阈值时，所述第三搅拌速度和所述第三搅拌速度对应的搅拌时间进行第一次第一目标搅拌循环；
S43、确定经过所述第一次循环的第三中间物的颗粒度，且所述第一次循环对应的第三中间物的颗粒度＞所述目标颗粒度阈值时，调整所述第三搅拌速度和所述第三搅拌速度对应的搅拌时间进行第二次第一目标搅拌循环，直到第三中间物的颗粒度≤所述目标颗粒度阈值，执行S5步骤。
进一步地，每次第一目标搅拌循环是指重复执行一次S1-S3步骤。
进一步地，S43中调整的所述第三搅拌速度与原始的所述第三搅拌速度之间的倍数N，N符合如下步骤：
本发明提供的一种电阻片的制备系统，具有如下技术效果：
本发明能够通过S1-S3步骤的多次循环，保证电阻片的纵向均匀性，避免导致电流分布的不均性，由此产生的热量导致内部热应力形成，从而使电阻片击穿或炸裂；同时，通过S5-S7步骤的多次循环，保证电阻片的横向均匀性，避免导致电流分布的不均性，导致的短路现象，影响到电阻片的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一提供的一种电阻片的制备系统实现方法的流程示意图；
图2是本发明实施例一提供的样品A的晶粒度检测的示意图；
图3是本发明实施例一提供的样品B的晶粒度检测的示意图；
图4是本发明实施例一提供的样品C的晶粒度检测的示意图；
图5是本发明实施例一提供的样品A、B、C的X射线衍射的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或服务器不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
实施例一
如图1所示，本实施例一提供了一种电阻片的制备系统，所述系统包括：第一搅拌机构、第二搅拌机构、第三搅拌机构和第四搅拌机构，其中，所述第一搅拌机构和第三搅拌机构均与所述第二搅拌机构连通，所述第四搅拌机构与所述第三搅拌机构连通，通过所述第一搅拌机构、所述第二搅拌机构、所述第三搅拌机构和所述第四搅拌机构，实现制备电阻片的方法，包括如下步骤：
S1、将氧化锌、添加物和分散剂按照预设的第一质量比例加入至所述第一搅拌机构中，并在所述第一搅拌机构中以预设的第一搅拌速度进行搅拌，得到第一中间物。
具体地，所述分散剂为水或者其他液体，优先地，所述分散剂为水。
具体地，所述第一质量比为氧化锌和添加物与分散剂的质量比例，所述氧化锌和添加物与所述分散剂的质量比例为1:1，可以理解为：所述氧化锌和所述添加物为一个整体的质量与所述分散剂的质量比例为1:1，其中，所述氧化锌和所述添加物之间的质量比，可以根据制备的电阻片需求进行调整，在此不再赘述。
具体地，所述第一搅拌速度的范围为2500～3500rpm，优先地，所述第一搅拌速度为3000rpm。
具体地，S1步骤中按照所述第一搅拌速度对应的搅拌时间进行搅拌，所述第一搅拌速度对应的搅拌时间为30～60min，优先地，所述第一搅拌速度对应的搅拌时间为45min，其中，所述第一搅拌速度对应的搅拌时间是指以所述第一搅拌速度进行搅拌的时长。
在一个具体的实施例中，所述第一搅拌机构包括第一搅拌罐和第一筛选装置，其中，S1步骤与S2步骤之间还包括：
通过第一筛选装置对第一中间物进行筛选；
当所述第一中间物的颗粒度≥预设的第一颗粒度阈值时，执行S2步骤；
当所述第一中间物的颗粒度＜所述第一颗粒度阈值时，将所述第一中间物存储至所述第一搅拌机构中，且将所述第一搅拌机构中以所述第一搅拌速度进行搅拌，直到所述第一中间物的颗粒度≥预设的第一颗粒度阈值。
进一步地，本实施例中可以基于现有的任一方法，通过第一筛选装置对第一中间物进行筛选，在此不再赘述。
进一步地，所述第一颗粒度阈值可以根据实际需求进行设置。
S2、将所述第一中间物和铝化物按照预设的第二质量比例加入至所述第一搅拌机构中，并在所述第二搅拌机构中以预设的第二搅拌速度进行搅拌，得到第二中间物。
具体地，所述第二搅拌速度＞所述第一搅拌速度，且所述第二搅拌速度范围为1.1～1.3倍的所述第一搅拌速度，优先地，所述第二搅拌速度范围为1.2倍的所述第一搅拌速度。
具体地，本领域技术人员可以知晓所述第二质量比例根据第一中间物的质量进行设置，在此不再赘述。
具体地，S2步骤中按照所述第二搅拌速度对应的搅拌时间进行搅拌，所述第二搅拌速度对应的搅拌时间可以根据实际需求进行确定，其中，所述第二搅拌速度对应的搅拌时间是指以所述第二搅拌速度进行搅拌的时长。
S3、将所述第二中间物加入至所述第一搅拌机构中，并在所述第一搅拌机构中以预设的第三搅拌速度进行搅拌，得到第三中间物，能够进一步细化中间物的颗粒度，保证电阻片的纵向均匀性。
具体地，所述第三搅拌速度＞所述第二搅拌速度，且所述第三搅拌速度范围为1.1～1.3倍的所述第二搅拌速度，优先地，所述第三搅拌速度为1.2倍的所述第二搅拌速度。
S4、重复S1-S3步骤，得到第四中间物；
具体地，所述S4步骤：还包括：
S41、对所述第三中间物的颗粒度进行测量，得到所述第三中间物的颗粒度；
S42、当所述第三中间物的颗粒度＞预设的第一目标颗粒度阈值时，所述第三搅拌速度和所述第三搅拌速度对应的搅拌时间进行第一次第一目标搅拌循环；
S43、确定经过所述第一次循环的第三中间物的颗粒度，且所述第一次循环对应的第三中间物的颗粒度＞所述第一目标颗粒度阈值时，调整所述第三搅拌速度和所述第三搅拌速度对应的搅拌时间进行第二次第一目标搅拌循环，直到第三中间物的颗粒度≤所述目标颗粒度阈值，执行S5步骤。
具体地，所述第一目标颗粒度阈值可以根据实际需求进行设置。
具体地，每次第一目标搅拌循环是指重复执行一次S1-S3步骤。
具体地，S43中调整的所述第三搅拌速度与原始的所述第三搅拌速度之间的倍数N，N符合如下步骤：
具体地，所述第三搅拌速度对应的搅拌时间可以根据所述第二中间物的颗粒度进行确定，其中，本领域技术人员能够选取任一方法确定颗粒度，在此不再赘述。
优先地，重复S1-S3步骤的次数至少为3次。
具体地，所述第四中间物是指经过多次第一目标搅拌循环后的存储至所述第二搅拌机构中的中间物。
上述方法，能够有效的控制每个层电阻片纵向的均匀性，避免导致电流分布的不均性，由此产生的热量导致内部热应力形成，从而使电阻片击穿或炸裂。
S5、将所述第四中间物和结合剂按照预设的第三质量比例加入至所述第三搅拌机构中，并在所述第三搅拌机构中以预设的第四搅拌速度进行搅拌，得到第五中间物；
具体地，本领域技术人员可以知晓所述第三质量比例根据第四中间物的质量进行设置，在此不再赘述。
具体地，所述第四搅拌速度的范围为3000～4000rpm，优先地，所述第四搅拌速度为3500rpm。
具体地，S5步骤中按照所述第四搅拌速度对应的搅拌时间进行搅拌，所述第四搅拌速度对应的搅拌时间可以根据实际需求进行确定，其中，所述第四搅拌速度对应的搅拌时间是指以所述第四搅拌速度进行搅拌的时长。
S6、将所述第五中间物加入至所述第四搅拌机构中，并在所述第四搅拌机构中以预设的第五搅拌速度进行搅拌，得到第六中间物，能够进一步细化中间物的颗粒度，保证电阻片的纵向均匀性。
具体地，所述第五搅拌速度＞所述第四搅拌速度，且所述第五搅拌速度范围为1.5～2.0倍的所述第四搅拌速度，优先地，所述第五搅拌速度为1.5倍的所述第四搅拌速度。
具体地，S6步骤中按照所述第五搅拌速度对应的搅拌时间进行搅拌，所述第五搅拌速度对应的搅拌时间可以根据实际需求进行确定，其中，所述第五搅拌速度对应的搅拌时间是指以所述第五搅拌速度进行搅拌的时长。
S7、将所述第六中间物加入至所述第三搅拌机构中，并在所述第三搅拌机构中以预设的第六搅拌速度进行搅拌，得到第七中间物，能够反复搅拌减少与结合剂结合后的化合物的颗粒度。
具体地，所述第六搅拌速度＞所述第五搅拌速度，且所述第六搅拌速度范围为1.5～2.0倍的所述第五搅拌速度，优先地，所述第六搅拌速度为1.5倍的所述第五搅拌速度。
具体地，S7步骤中按照所述第六搅拌速度对应的搅拌时间进行搅拌，所述第六搅拌速度对应的搅拌时间可以根据实际需求进行确定，其中，所述第六搅拌速度对应的搅拌时间是指以所述第六搅拌速度进行搅拌的时长。
S8、重复S5-S7步骤，得到目标化合物，并基于所述目标化合物制备出电阻片。
具体地，本实施例中可以选择任意一种制备电阻片的方法根据所述目标化合物制备出电阻片。
具体地，所述S8步骤：还包括：
S81、对所述第七中间物的颗粒度进行测量，得到所述第七中间物的颗粒度；
S82、当所述第七中间物的颗粒度＞预设的第二目标颗粒度阈值时，所述第六搅拌速度和所述第六搅拌速度对应的搅拌时间进行第一次第一目标搅拌循环；
S83、确定经过所述第一次循环的第七中间物的颗粒度，且所述第一次循环对应的第七中间物的颗粒度＞所述第二目标颗粒度阈值时，调整所述第六搅拌速度和所述第三搅拌速度对应的搅拌时间进行第二次第一目标搅拌循环，直到第三中间物的颗粒度≤所述目标颗粒度阈值，执行S5步骤。
具体地，所述第二目标颗粒度阈值可以根据实际需求进行设置。
具体地，每次第二目标搅拌循环是指重复执行一次S5-S7步骤。
优先地，重复S5-S7步骤的次数至少为3次。
上述方法，能够有效的控制每个层电阻片横向向的均匀性，避免导致电流分布的不均性，导致的短路现象，影响到电阻片的使用寿命。
具体地，对上述电阻片的制备系统制备的电阻片选取三组样品，分别为A、B和C，对每组样品均采用采用SEM扫描电子显微镜观，并生成每组样品的三个500倍、1000倍和2000倍的图像如图2、图3和图4所所示，
其中，图2(a)为样品A放大500倍的表面微观形貌图、图2(b)为样品A放大1000倍的表面微观形貌图、图2(c)样品A放大2000倍的表面微观形貌图和图2(d)样品A的晶粒尺寸分布图。
其中，图3(a)为样品B放大500倍的表面微观形貌图、图3(b)为样品B放大1000倍的表面微观形貌图、图3(c)样品B放大2000倍的表面微观形貌图和图3(d)样品B的晶粒尺寸分布图。
其中，图4(a)为样品C放大500倍的表面微观形貌图、图4(b)为样品C放大1000倍的表面微观形貌图、图4(c)样品C放大2000倍的表面微观形貌图和图4(d)样品C的晶粒尺寸分布图。
进一步地，如图2-图4所示，基于样品A的平均晶粒尺寸为8.98μm、样品B的平均晶粒尺寸为9.80μm和样品C的平均晶粒尺寸为9.01μm，可知样品A、B、C和晶粒变化不大，进而说明本实施例的电阻片的制备系统制备的电阻片稳定性较高，能够满足批量生产的需求。
具体地，对样品A、B和C进行XRD检测得到图5；如图5所示，样品A、B、C的主晶相均为ZnO，对应ZnO相的衍射角度下，衍射线强、尖锐且形状基本对称，说明样品ZnO相结晶度良好；样品A、B、C的衍射峰基本一致，含有的物相与含量差异不大。
本实施例一提供了一种电阻片的制备系统，能够通过S1-S3步骤的多次循环，保证电阻片的纵向均匀性，避免导致电流分布的不均性，由此产生的热量导致内部热应力形成，从而使电阻片击穿或炸裂；同时，通过S5-S7步骤的多次循环，保证电阻片的横向均匀性，避免导致电流分布的不均性，导致的短路现象，影响到电阻片的使用寿命。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (7)
1.一种电阻片的制备方法，其特征在于，包括：第一搅拌机构、第二搅拌机构、第三搅拌机构和第四搅拌机构，其中，所述第一搅拌机构和第三搅拌机构均与所述第二搅拌机构连通，所述第四搅拌机构与所述第三搅拌机构连通，通过所述第一搅拌机构、所述第二搅拌机构、所述第三搅拌机构和所述第四搅拌机构，实现制备电阻片的方法，如下步骤：
S1、将氧化锌、添加物和分散剂按照预设的第一质量比例加入至所述第一搅拌机构中，并在所述第一搅拌机构中以预设的第一搅拌速度进行搅拌，得到第一中间物；
S2、将所述第一中间物和铝化物按照预设的第二质量比例加入至所述第二搅拌机构中，并在所述第二搅拌机构中以预设的第二搅拌速度进行搅拌，得到第二中间物；
S3、将所述第二中间物加入至所述第一搅拌机构中，并在所述第一搅拌机构中以预设的第三搅拌速度进行搅拌，得到第三中间物；
S4、重复S1-S3步骤，得到第四中间物，所述第四中间物是指经过多次第一目标搅拌循环后的存储至所述第二搅拌机构中的中间物；
其中，所述S4步骤：还包括：
S41、对所述第三中间物的颗粒度进行测量，得到所述第三中间物的颗粒度；
S42、当所述第三中间物的颗粒度＞预设的目标颗粒度阈值时，所述第三搅拌速度和所述第三搅拌速度对应的搅拌时间进行第一次第一目标搅拌循环，其中，每次第一目标搅拌循环是指重复执行一次S1-S3步骤；
S43、确定经过所述第一次第一目标搅拌循环的第三中间物的颗粒度，且所述第一次第一目标搅拌循环对应的第三中间物的颗粒度＞所述目标颗粒度阈值时，调整所述第三搅拌速度和所述第三搅拌速度对应的搅拌时间进行第二次第一目标搅拌循环，直到第三中间物的颗粒度≤所述目标颗粒度阈值，执行S5步骤，其中，S43中调整的所述第三搅拌速度与原始的所述第三搅拌速度之间的倍数N，N符合如下步骤：
S5、将所述第四中间物和结合剂按照预设的第三质量比例加入至所述第三搅拌机构中，并在所述第三搅拌机构中以预设的第四搅拌速度进行搅拌，得到第五中间物；
S6、将所述第五中间物加入至所述第四搅拌机构中，并在所述第四搅拌机构中以预设的第五搅拌速度进行搅拌，得到第六中间物；
S7、将所述第六中间物加入至所述第三搅拌机构中，并在所述第三搅拌机构中以预设的第六搅拌速度进行搅拌，得到第七中间物；
S8、重复S5-S7步骤，得到目标化合物，并基于所述目标化合物制备出电阻片。
2.根据权利要求1所述的电阻片的制备方法，其特征在于，所述添加物包括：Bi2O3、Co2O3、MnO2、Sb2O3、Cr203、SiO2、NiO、Al(NO3)3·9H2O。
3.根据权利要求1所述的电阻片的制备方法，其特征在于，分散剂为水或者其他液体。
4.根据权利要求1所述的电阻片的制备方法，其特征在于，所述第一质量比为氧化锌和添加物与分散剂的质量比例，所述氧化锌和添加物与所述分散剂的质量比例为1:1。
5.根据权利要求1所述的电阻片的制备方法，其特征在于，所述第一搅拌速度的范围为2500～3500rpm。
6.根据权利要求5所述的电阻片的制备方法，其特征在于，所述第二搅拌速度＞所述第一搅拌速度，且所述第二搅拌速度范围为1.1～1.3倍的所述第一搅拌速度。
7.根据权利要求6所述的电阻片的制备方法，其特征在于，所述第三搅拌速度＞所述第二搅拌速度，且所述第三搅拌速度范围为1.1～1.3倍的所述第二搅拌速度。
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