CN115521068A - 一种半导体釉及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种半导体釉，包括以下质量份的原料组成：长石20‑40份、石英5‑20份、微铝粉0.5‑3份、瓷粉10‑20份、滑石粉2‑8份、宜春土2‑10份、界牌泥2‑10份、坯泥1‑10份、方解石1‑10份、氧化锡5‑20份、氧化锑1‑10份，导电剂5‑20份，所述导电剂包括：高纯二氧化锡、高纯五氧化二锑、稀土氧化铈。通过在普通釉基础上添加10‑30％重量的导电性金属氧化物或化合物而制得,其基本结构是在釉玻璃基质中均匀分布具有导电性的结晶网络或固溶体微粒，采用新型的半导体釉绝缘子。这种绝缘子釉层的表面电阻率为100‑150Ω，在运行中因通过电流而发热，使表面始终保持干燥，同时使表面电压分布较均匀，从而能保持较高的闪络电压。
Description
技术领域
本发明涉及半导体釉制备技术领域，具体为一种半导体釉及其制造方法。
背景技术
绝缘子半导体釉是一种半导体晶体相高度分散，形成了半导体晶相构筑载流于运动通道的釉玻璃，半导体已不再是单纯的玻璃物质了，可视为半导体晶粒和绝缘的基质玻璃组成的一种特殊的微晶玻璃，它的半导体晶粒和绝缘的基质玻璃组成的一种特殊的微晶玻璃，它的半导电性能至关重要，表现为半导体晶相的高度分散性，晶性在釉中应当占到一定的体积分数，有效地建立起载流顺利通过的通道。
传统的半导体釉只要达到国家规定标准就行，有的导电电阻很高或已绝缘。且表面粗糙无光等不利因素。随着国内外电力，电站及电瓷的快速发展，同时对电瓷绝缘子的各项性能要求的提高，其传统式的半导体釉已远远达不到客户的要求。实际运行中的新型半导体釉绝缘子的表面温度比普通绝缘子釉面温度高1-5℃，可有效地阻止浓雾或相对湿度较大气候条件下的污层的吸潮，防止高导电的薄层液膜的形成，达到防污闪的目的，它的污闪电压可提高好几倍。在新型半导体釉的表面有适度的泄漏电流通过，改善了绝缘子表面电压分布不均匀性，电压在整个绝缘子串的分布也将接近平均分布水平，这也是新型半导体釉具备防污能力的一个重要原因。新型半导体釉改善电场分布的作用大大地缓和了绝缘子的局部电场集中，消除了电场集中造成的局部放电。
电瓷绝缘子处于污秽严重的环境中工作，表面脏污的绝缘子在潮湿的沿面放电已不再是单纯的空气介质的击穿，污秽物中的高电导率的电能质被润湿后，形成一层薄薄的导电薄膜，使绝缘子的表面电阻急剧下降，泄漏电流则迅速上升，泄漏电流的焦耳热加热污层形成了烘干带，使大部份的电压施加在烘干的绝缘子上，高电压引发表面气体电离和促使电弧发展，电弧向前推进的过程中经历着反复的熄灭和重燃，如果部份电压足够的高，就会引起污闪，污闪发生时，由于绝缘子长时间在大电流的作用下，有可能因热电离而形成许多的裂纹，且瓷体上会出现贯穿的裂纹，绝缘子就将永久地击穿。
变压器瓷套管在法兰盘附近的电场分布极不均匀，电场有较强的垂直分量，容易产生沿面放电，而沿面放电中的滑闪放电有热电离作用，对绝缘子损害极大，为此，在此处施加一层半导体釉，以减少电阻，均衡电场。
但影响半导体釉表面电阻的因素很多，料方的组成，烧成温度，釉层厚度等等。釉的表面电阻随烧成温度上升而急剧下降，釉层厚度与施釉方式相关，釉层厚度增加，表面电阻随之较快地下降，半导体的导电性能主要取决于釉中半导体晶相的导电特性，基础釉的组成对其也有很大的影响，半导体晶相较高时，釉表面的光泽与釉的化学稳定性变差，釉表面灰暗无光泽，有粗糙感，由于晶相较多，通常热膨胀系数也较高，难以配制压缩釉，不能很好的与瓷体匹配，是半导体釉材料研制的关键。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种半导体釉及其制造方法。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种半导体釉，包括以下质量份的原料组成：长石20-40份、石英5-20份、微铝粉0.5-3份、瓷粉10-20份、滑石粉2-8份、宜春土2-10份、界牌泥2-10份、坯泥1-10份、方解石1-10份、氧化锡5-20份、氧化锑1-10份，导电剂5-20份。
优选的，所述导电剂包括：高纯二氧化锡、高纯五氧化二锑、稀土氧化铈。
优选的，所述长石的化学组成包括：64.72重量百分比的SiO2，19.39重量百分比的Al2O3，0.31重量百分比的CaO，0.01重量百分比的MgO，0.11重量百分比的Fe2O3，10.62重量百分比的K2O，3.48重量百分比的Na2O。
优选的，所述石英的化学组成包括：95.67重量百分比的SiO2，1.44重量百分比的Al2O3，0.01重量百分比的CaO，0.04重量百分比的MgO，0.15重量百分比的Fe2O3，0.26重量百分比的K2O。
优选的，所述方解石的化学组成包括：55.86重量百分比的CaO，0.95重量百分比的MgO。
一种半导体釉的制造方法，包括以下步骤：
S1：将原料取出，进行称重，然后放置在搅拌机中，进行充分混合；
S2：然后将石墨坩埚进行加热至200-300℃，此时燃烧时间为2-4小时；
S3：然后将S2中加热处理后的材料放置进球磨机中，进行球磨，球磨时间为3-5小时，球磨结束后，并过筛除铁处理得到基础釉，测试合格后存储待用；
S4：将含有高纯二氧化锡、高纯五氧化二锑、稀土氧化铈的导电剂按照配方配比、使用超细搅拌磨单独球磨、过筛、除铁，测试合格后存储待用；
S5：将处理好的基础釉、导电剂按照配方配比，使用超高速搅拌机混合5小时以上，测试合格后存储待用；
S6：施釉，将制备好了的半导体釉，旋转粘度计釉浆粘度400-800，上釉比重1.35-1.45g/cm3，釉层厚度0.18-0.25mm。
优选的，所述S2的烧结过程中，使用搅拌棍不断的进行搅拌，使得其进行受热均匀。
优选的，所述S3中，球磨目数为200-300目。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种半导体釉及其制造方法，具备以下
有益效果：
1、该一种半导体釉及其制造方法，通过在普通釉基础上添加10-30％重量的导电性金属氧化物或化合物而制得,其基本结构是在釉玻璃基质中均匀分布具有导电性的结晶网络或固溶体微粒，采用新型的半导体釉绝缘子。这种绝缘子釉层的表面电阻率为100-150Ω，在运行中因通过电流而发热，使表面始终保持干燥，同时使表面电压分布较均匀，从而能保持较高的闪络电压。
2、该一种半导体釉及其制造方法，通过使用改制备工艺制得的半导体釉，其电阻率可以达到100-150Ω，产品耐污秽能力，可以提高200-400％。
3、该一种半导体釉及其制造方法，达到提高机械强度的目的，同时釉面光洁，具有抗老化能力，使用寿命长等特点。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，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。
实施例一：
一种半导体釉的制造方法，包括以下步骤：
S1：将长石20份、石英5份、微铝粉0.5份、瓷粉10份、滑石粉2份、宜春土2份、界牌泥2份、坯泥1份、方解石1份、氧化锡5份、氧化锑1份的原料取出，进行称重，然后放置在搅拌机中，进行充分混合；其中，长石的化学组成包括：64.72重量百分比的SiO2，19.39重量百分比的Al2O3，0.31重量百分比的CaO，0.01重量百分比的MgO，0.11重量百分比的Fe2O3，10.62重量百分比的K2O，3.48重量百分比的Na2O，石英的化学组成包括：95.67重量百分比的SiO2，1.44重量百分比的Al2O3，0.01重量百分比的CaO，0.04重量百分比的MgO，0.15重量百分比的Fe2O3，0.26重量百分比的K2O，方解石的化学组成包括：55.86重量百分比的CaO，0.95重量百分比的MgO。
S2：然后将石墨坩埚进行加热至200-300℃，此时燃烧时间为2-4小时，在烧结过程中，使用搅拌棍不断的进行搅拌，使得其进行受热均匀；
S3：然后将S2中加热处理后的材料放置进球磨机中，进行球磨，球磨目数为200-300目，球磨时间为3-5小时，球磨结束后，并过筛除铁处理得到基础釉，测试合格后存储待用；
S4：将含有高纯二氧化锡、高纯五氧化二锑、稀土氧化铈的导电剂按照配方配比、使用超细搅拌磨单独球磨、过筛、除铁，测试合格后存储待用；
S5：将处理好的基础釉、导电剂按照配方配比，使用超高速搅拌机混合5小时以上，测试合格后存储待用；
S6：施釉，将制备好了的半导体釉，旋转粘度计釉浆粘度400-800，上釉比重1.35-1.45g/cm3，釉层厚度0.18-0.25mm。
实施例二：
一种半导体釉的制造方法，包括以下步骤：
S1：将长石25份、石英8份、微铝粉1份、瓷粉12份、滑石粉3.5份、宜春土4份、界牌泥3份、坯泥3份、方解石2份、氧化锡8份、氧化锑2份的原料取出，进行称重，然后放置在搅拌机中，进行充分混合；其中，长石的化学组成包括：64.72重量百分比的SiO2，19.39重量百分比的Al2O3，0.31重量百分比的CaO，0.01重量百分比的MgO，0.11重量百分比的Fe2O3，10.62重量百分比的K2O，3.48重量百分比的Na2O，石英的化学组成包括：95.67重量百分比的SiO2，1.44重量百分比的Al2O3，0.01重量百分比的CaO，0.04重量百分比的MgO，0.15重量百分比的Fe2O3，0.26重量百分比的K2O，方解石的化学组成包括：55.86重量百分比的CaO，0.95重量百分比的MgO。
S2：然后将石墨坩埚进行加热至200-300℃，此时燃烧时间为2-4小时，在烧结过程中，使用搅拌棍不断的进行搅拌，使得其进行受热均匀；
S3：然后将S2中加热处理后的材料放置进球磨机中，进行球磨，球磨目数为200-300目，球磨时间为3-5小时，球磨结束后，并过筛除铁处理得到基础釉，测试合格后存储待用；
S4：将含有高纯二氧化锡、高纯五氧化二锑、稀土氧化铈的导电剂按照配方配比、使用超细搅拌磨单独球磨、过筛、除铁，测试合格后存储待用；
S5：将处理好的基础釉、导电剂按照配方配比，使用超高速搅拌机混合5小时以上，测试合格后存储待用；
S6：施釉，将制备好了的半导体釉，旋转粘度计釉浆粘度400-800，上釉比重1.35-1.45g/cm3，釉层厚度0.18-0.25mm。
实施例三：
一种半导体釉的制造方法，包括以下步骤：
S1：将长石30份、石英12份、微铝粉2份、瓷粉14份、滑石粉5份、宜春土6份、界牌泥6份、坯泥5份、方解石4份、氧化锡12份、氧化锑4份的原料取出，进行称重，然后放置在搅拌机中，进行充分混合；其中，长石的化学组成包括：64.72重量百分比的SiO2，19.39重量百分比的Al2O3，0.31重量百分比的CaO，0.01重量百分比的MgO，0.11重量百分比的Fe2O3，10.62重量百分比的K2O，3.48重量百分比的Na2O，石英的化学组成包括：95.67重量百分比的SiO2，1.44重量百分比的Al2O3，0.01重量百分比的CaO，0.04重量百分比的MgO，0.15重量百分比的Fe2O3，0.26重量百分比的K2O，方解石的化学组成包括：55.86重量百分比的CaO，0.95重量百分比的MgO。
S2：然后将石墨坩埚进行加热至200-300℃，此时燃烧时间为2-4小时，在烧结过程中，使用搅拌棍不断的进行搅拌，使得其进行受热均匀；
S3：然后将S2中加热处理后的材料放置进球磨机中，进行球磨，球磨目数为200-300目，球磨时间为3-5小时，球磨结束后，并过筛除铁处理得到基础釉，测试合格后存储待用；
S4：将含有高纯二氧化锡、高纯五氧化二锑、稀土氧化铈的导电剂按照配方配比、使用超细搅拌磨单独球磨、过筛、除铁，测试合格后存储待用；
S5：将处理好的基础釉、导电剂按照配方配比，使用超高速搅拌机混合5小时以上，测试合格后存储待用；
S6：施釉，将制备好了的半导体釉，旋转粘度计釉浆粘度400-800，上釉比重1.35-1.45g/cm3，釉层厚度0.18-0.25mm。
实施例四：
一种半导体釉的制造方法，包括以下步骤：
S1：将长石40份、石英20份、微铝粉3份、瓷粉20份、滑石粉8份、宜春土10份、界牌泥10份、坯泥10份、方解石10份、氧化锡20份、氧化锑10份的原料取出，进行称重，然后放置在搅拌机中，进行充分混合；其中，长石的化学组成包括：64.72重量百分比的SiO2，19.39重量百分比的Al2O3，0.31重量百分比的CaO，0.01重量百分比的MgO，0.11重量百分比的Fe2O3，10.62重量百分比的K2O，3.48重量百分比的Na2O，石英的化学组成包括：95.67重量百分比的SiO2，1.44重量百分比的Al2O3，0.01重量百分比的CaO，0.04重量百分比的MgO，0.15重量百分比的Fe2O3，0.26重量百分比的K2O，方解石的化学组成包括：55.86重量百分比的CaO，0.95重量百分比的MgO。
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S3：然后将S2中加热处理后的材料放置进球磨机中，进行球磨，球磨目数为200-300目，球磨时间为3-5小时，球磨结束后，并过筛除铁处理得到基础釉，测试合格后存储待用；
S4：将含有高纯二氧化锡、高纯五氧化二锑、稀土氧化铈的导电剂按照配方配比、使用超细搅拌磨单独球磨、过筛、除铁，测试合格后存储待用；
S5：将处理好的基础釉、导电剂按照配方配比，使用超高速搅拌机混合5小时以上，测试合格后存储待用；
S6：施釉，将制备好了的半导体釉，旋转粘度计釉浆粘度400-800，上釉比重1.35-1.45g/cm3，釉层厚度0.18-0.25mm。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种半导体釉，其特征在于，包括以下质量份的原料组成：长石20-40份、石英5-20份、微铝粉0.5-3份、瓷粉10-20份、滑石粉2-8份、宜春土2-10份、界牌泥2-10份、坯泥1-10份、方解石1-10份、氧化锡5-20份、氧化锑1-10份，导电剂5-20份。
2.根据权利要求1所述的一种半导体釉，其特征在于，所述导电剂包括：高纯二氧化锡、高纯五氧化二锑、稀土氧化铈。
3.根据权利要求1所述的一种半导体釉，其特征在于，所述长石的化学组成包括：64.72重量百分比的SiO2，19.39重量百分比的Al2O3，0.31重量百分比的CaO，0.01重量百分比的MgO，0.11重量百分比的Fe2O3，10.62重量百分比的K2O，3.48重量百分比的Na2O。
4.根据权利要求1所述的一种半导体釉，其特征在于，所述石英的化学组成包括：95.67重量百分比的SiO2，1.44重量百分比的Al2O3，0.01重量百分比的CaO，0.04重量百分比的MgO，0.15重量百分比的Fe2O3，0.26重量百分比的K2O。
5.根据权利要求1所述的一种半导体釉，其特征在于，所述方解石的化学组成包括：55.86重量百分比的CaO，0.95重量百分比的MgO。
6.一种半导体釉的制造方法，包括以下步骤：
S1：将原料取出，进行称重，然后放置在搅拌机中，进行充分混合；
S2：然后将石墨坩埚进行加热至200-300℃，此时燃烧时间为2-4小时；
S3：然后将S2中加热处理后的材料放置进球磨机中，进行球磨，球磨时间为3-5小时，球磨结束后，并过筛除铁处理得到基础釉，测试合格后存储待用；
S4：将含有高纯二氧化锡、高纯五氧化二锑、稀土氧化铈的导电剂按照配方配比、使用超细搅拌磨单独球磨、过筛、除铁，测试合格后存储待用；
S5：将处理好的基础釉、导电剂按照配方配比，使用超高速搅拌机混合5小时以上，测试合格后存储待用；
S6：施釉，将制备好了的半导体釉，旋转粘度计釉浆粘度400-800，上釉比重1.35-1.45g/cm3，釉层厚度0.18-0.25mm。
7.根据权利要求6所述的一种半导体釉的制造方法，其特征在于，所述S2的烧结过程中，使用搅拌棍不断的进行搅拌，使得其进行受热均匀。
8.根据权利要求6所述的一种半导体釉的制造方法，其特征在于，所述S3中，球磨目数为200-300目。
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