DE2037926C3 - Porcelain electrical insulator and process for its manufacture - Google Patents

Porcelain electrical insulator and process for its manufacture

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DE2037926C3
DE2037926C3 DE19702037926 DE2037926A DE2037926C3 DE 2037926 C3 DE2037926 C3 DE 2037926C3 DE 19702037926 DE19702037926 DE 19702037926 DE 2037926 A DE2037926 A DE 2037926A DE 2037926 C3 DE2037926 C3 DE 2037926C3
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Description

jenige des Feldspatporzellans ist. Die kristalline Phasethat of feldspar porcelain is. The crystalline phase

4o des gebrannten Kristobalitporzellans enthält nicht nur 4 o of the fired Kristobalitporzellans contains not only

Mullit und Quarz, sondern auch Kristobalitkristalle,Mullite and quartz, but also cristobalite crystals,

Die Erfindung betrifft einen elektrischen hochfesten die bei einer thermischen Behandlung stark zum Porzellanisolator, insbesondere Vollkernisolator, mit Wachsen neigen. Die Anwesenheit dieser Knstobaliteinem Gehalt an Mullit, Kristobalit, Quarz und Korund kristalle macht die mechanische Festigkeit von unbemit einer hohen Biegefestigkeit nach äußerer Beschädi- 45 schädigtem Kristobalitporzellan honer ate diejenige von guug Feldspatporzellan. Die mechanische Festigkeit vonThe invention relates to an electrical high-strength which is strong for a thermal treatment Porcelain insulator, especially solid core insulator, tend to have waxes. The presence of these knstobaliteinem The content of mullite, crystals, quartz and corundum crystals makes the mechanical strength unimportant a high flexural strength after external damage guug feldspar china. The mechanical strength of

Bei elektrischen Porzellanisolatoren werden gegen- unbeschädigtem Kristobalitporzellan ist zwar niedriger wärtig drei verschiedene Porzellane verwendet, näm- als diejenige von aluminiumoxidhaltigem Porzellan, aber Hch 1. Feldspatporzellan, 2. aluminiumoxidhaltiges die Geschwindigkeit der Abnahme der mechanischen Porzellan und 3. Kristobalitporzellan. 5° Festigkeit von unbeschädigtem Knstoba ltporzellanIn the case of electrical porcelain insulators, undamaged Kristobalit porcelain is lower three different porcelains are currently used, namely that of porcelain containing aluminum oxide, but Hch 1. feldspar china, 2. alumina the rate of decrease in mechanical Porcelain and 3. Kristobalit porcelain. 5 ° strength of undamaged plastic porcelain

1. Das Feldspatporzellan wird dadurch erhalten, daß auf Grund des Größeneffekts ist kleiner als diejenige man eine Mischung brennt, welche im wesentlichen aus des aluminiumoxidhaltigen Porzellans. Außerdem ist bis 30 Gewichtsprozent Quarzmaterial, 20 bis 40 die Biegefestigkeit von äußerlich beschädigtem Kristo-Gewichtsprozent Feldspatmaterial und 40 bis 60 Ge- balitporzellan nicht ausreichend hoch, als daß es den wichtsprozent Tonmaterial besteht. Die kristalline 55 besonders hohen Biegebeanspruchungen standhalten Phase dieses gebrannten Porzellans besteht aus 10 bis würde, die bei elektrischen Porzellanisolatoren auf-Gewichtsprozent Quarz und 10 bis 20 Gewichts- treten.1. The feldspar porcelain is obtained in that due to the size effect is smaller than that a mixture is fired which consists essentially of the alumina-containing porcelain. Also is up to 30 percent by weight quartz material, 20 to 40 percent the flexural strength of externally damaged Kristo percent by weight Feldspar material and 40 to 60 gebalite porcelain are not high enough to be weight percent clay material. The crystalline 55 withstand particularly high bending stresses This fired porcelain phase consists of 10 to 10 percent by weight, which in the case of electrical porcelain insulators Quartz and 10 to 20 weight steps.

Prozent Mullit, und der Rest besteht aus nichthomo- In der DT-AS 12 81 917 ist ein PorzellangegenstandPercent mullite, and the rest consists of nonhomo- In DT-AS 12 81 917 is a porcelain object

genem Glas. Das Rohmaterial für dieses Feldspalpor- beschrieben, der im wesentlichen aus 100 Gewichtsteizellan ist verhältnismäßig billig und besitzt eine vor- 60 len üblichem Porzellan und zusätzlich aus 3 bis 15 Gezügliche Verarbeitbarkeit, so daß es für elektrische wichtsteilen Mullit, 3 bis 36,5 Gewichtsteilen Knsto-Porzellanisolatoren verwendet worden ist. Es besitzt baut und 3 bis 10 Gewichtsteilen Aluminiumoxid bejedoch den Nachteil, daß seine mechanische Festigkeit steht.suitable glass. The raw material for this Feldspalpor- described, which consists essentially of 100 per cent by weight is relatively cheap and has a large number of standard porcelain and 3 to 15 additional porcelain Processability so that it is suitable for electrical parts by weight of mullite, 3 to 36.5 parts by weight of plastic porcelain insulators has been used. It has builds and 3 to 10 parts by weight of aluminum oxide, however the disadvantage that its mechanical strength stands.

nicht sehr hoch ist, so daß es nicht für elektrische Bei einem solchen Porzellangegenstand wird dieis not very high, so that it will not be used for electrical purposes

Porzellanisolatoren verwendet werden kann, die eine 65 mechanische Festigkeit durch den Zusatz des Mullits hohe mechanische Beanspruchung aushalten müssen. verbessert, die beim Brennen wegen des MulhtzusatzesPorcelain insulators can be used, which have a 65 mechanical strength through the addition of the mullite have to withstand high mechanical stress. Improved that when burning because of the mulht addition

2. Das aluminiumoxidhaltige Porzellan wurde ent- auftretende Verformung durch den Zusatz von Aluwickelt, um die mechanische Festigkeit des Feldspat- miniurnoxid verhindert, und die wegen des Zusatzes2. The porcelain containing aluminum oxide was deformed by the addition of aluminum, the mechanical strength of the feldspar miniature oxide is prevented, and because of the additive

3 43 4

MuIHt und Aluminiumoxid auftretende Abnahme von 1:9 bis 1:1 liegt und wobei das obenerwähnteMuIHt and aluminum oxide occurring decrease of 1: 9 to 1: 1 and where the above-mentioned

thermischen Ausdehnung durch den Zusatz von Quarzmaterial eine solche Korngrößenverteilung aui-thermal expansion through the addition of quartz material, such a grain size distribution

♦nhalit kompensiert. So kann also die mechanische weist, daß nicht mehr als 20 Gewichtsprozent der ι eii-♦ nhalit compensated. So the mechanical shows that not more than 20 percent by weight of the ι egg-

■ des obenerwähnten Porzellangegenstandes chen einen effektiven Durchmesser von mehr als Jυ μπι■ the above-mentioned porcelain object chen an effective diameter of more than Jυ μπι

Wert erhöht werden, der über dei obersten 5 aufweisen. Die Masse A wird mit Hilfe eines ruiveri-Value higher than the top 5. The mass A is determined with the help of a ruiveri-

'"ffitaErtalng in « einen elektrischen .. oder aus pulverisiertem, kalziniertem Bauxit wöbe Ä Rh '"ffitaErtalng in" an electric .. or made of powdered, calcined bauxite wöbe Ä Rh

Ertalng in «, einen elektrischen .. oder aus pulverisiertem, kalziniertem Bauxit wöbe PnÄnfsolMor mit einer verbesserten mechanischen dieser Bauxit dadurch hergestellt wird daß man Roh ÄndeinVer.ahren.urHerstellunsdesselhen ^-"-^'eErtalng in ", an electric .. or made of powdered, calcined bauxite PnÄnfsolMor with an improved mechanical this bauxite is produced by raw Change in the process of manufacture ^ - "- ^ 'e

E£a±w«fts ätSsE £ a ± w «fts ätSs

E-Masse A und 10 bis 35 Gewichtsprozent einer hierauf das auf eine ^'^"f^^einerte ProduktE-compound A and 10 to 35 weight percent of the product thereon einerte a ^ '^' ^^ f

ozent Tonsubstanz sowie %*™^$™**™ ^'öTb" 90 Gewichtsprozent der Masse A und 10 bisozent clay substance and % * ™ ^ $ ™ ** ™ ^ 'öTb "90 percent by weight of the mass A and 10 to

ΐκ,Ο und unvermeidlichen Verunreinigungen zu- 30 scher **.™«™Jj^J^'S entwässert und zuΐκ, Ο and inevitable impurities shut- 30 shear **. ™ «™ Jj ^ J ^ 'S dehydrated and too

stmmengesetzt ist, wobei das Verhältnis von K4O zu Weise hergesteUt Mtschung wird dann ge.is stmmengesetzt, wherein the ratio of K 4 O way to hergesteUt Mtschung is then ge.

NaT zwischen 1: 9 und 1:1 liegt, und das Quarzma- emea Korper verforn^u k„P wjrd ^. ^NaT lies between 1: 9 and 1: 1, and the quartz mea- emea body deforms ^ u k "P wjrd ^. ^

terial eine Korngrößenverteilung aufweist, daß nicht Uocknet una αeg gebrannt, um einenmaterial has a grain size distribution that not Uocknet una αeg burned to a

meh als 20 Gewichtsprozent der Teilchen mit einem temperatur von 120C^ b,s13 0 g^ ^.^.^ p More than 20 percent by weight of the particles with a temperature of 120C ^ b, s13 0 g ^ ^. ^. ^ p

Aktiven Durchmesser von mehr als 10 μ» vorheejn. 35 J^^^SS, Muilit und Quarz besteht undActive diameter of more than 10 μ »vorheejn. 35 J ^^^ SS, consists of muilit and quartz and

und worin die Masse B aus einem Aluminiumoxid- ^Konina^ Gewichlsprozent Kristobalit ent-and in which the mass B consists of an aluminum oxide ^ Konina ^ weight percent Kristobalit

mDi Erfindung wird in der folgenden Beschreibung hält daß.wenndergebranntePorzel- The invention is held in the following description that when burned porcelain

näher erläutert, in welcher auch auf die Zeichnungen *£g*g*g% G'ewichtsprozent Kristobaht en -explained in greater detail, in which also £ * g * g * g% G 'ewichtspr Dozent Kristobaht s to the drawings -

T^ g Urnadphische Darstellungen, welche einen Ver- 45 testf --'-^^^^^^nf ei^er deich der Biegefestigkeit von erfindungsgemaßen etek- brannt wur^g1 Alminiumoxidmatenal, sehen Porzellanisolatoren mit denjenigen von her- M s eu^dO T ^ g U r n a d phical illustrations showing a comparison test cases 45 --'- ^^^^^^ nf ei ^ he deich the bending strength of inventive etek- burned WUR ^ g 1 Alminium oxidmatenal, see porcelain insulators with those from her- M s eu ^ dO

S£SeS£iSi£S £ SeS £ iSi £

Quarz, Kaohnit und Senzit unQ gege w Bieeefestigkeit vonQuartz, Kaohnit and Senzit unQ against the strength of

Die Menge des Krislobalits wurde durch quantita- effektiven Durchmesser von mehr als 10 μηι aufweisen,The amount of Krislobalite was quantitatively effective diameter of more than 10 μm,

tive Röntgenstrahlenbeugungsanalyse ermittelt. ist der folgende. Die nach dem Brennen, vorhandenetive X-ray diffraction analysis determined. is the following. The one present after firing

Aus F i g. 1 ist ersichtlich, daß die Biegefestigkeit Kristobalitmenge hängt von der Menge des SiO2, der von äußerlich beschädigten Porzellantestkörpern un- Menge des K2O + Na2O und dem Verhältnis von gefahr 50% der Biegefestigkeit von unbeschädigten 5 K2O zu Na2O ab, die in der gebildeten Glasphase vor-Porzellanlestkörpern beträgt, wenn die Menge des liegen, wenn der Porzellankörper bei der höchsten Kristobalits mehr als 25% beträgt, daß sie aber auf Temperatur gebrannt wird. Mehr als 83 Gewichtsproweniger als 40% der unbeschädigten Porzellantestkör- zent SiO2 und weniger als 2 Gewichtsprozent K2O per verringert ist, wenn die Kristobalitmenge nicht -|- Na2O führen zu einem Anstieg der Verglasungstemmehr als 25 Gewichtsprozent beträgt. Es ist also offen- io peratur, wodurch es in der Praxis unmöglich wird, eine sichtlich, daß die Widerstandsfähigkeit von elektri- vollständige Sinterung zu bewirken, um einen elektrischen Porzellanisolatoren, die äußerlich beschädigt sehen Porzellanisolator mit einem großen Durchmesser sind, größer wird, wenn der Porzellankörper mehr als und mit einem massiven Kern herzustellen. 25 Gewichtsprozent Kristobalit enthält. F i g. 1 zeigt Der Grund, warum die Menge des Al2O3 in der auch, daß die Biegefestigkeit mit der Zunahme der 15 Masse A auf 15 bis 28 Gewichtsprozent beschränkt ist, Menge des Aluminiumoxidmaterials steigt und daß die ist der folgende. Wenn das SiO2 65 bis 83 Gewichtspro-Biegefestigkeit eines äußerlich beschädigten Isolators, zent beträgt, das K2O H- Na2O 2,0 bis 4,5 Gewichtsdessen Aluminiumoxidmaterialgehalt O Gewichtspro- prozent ausmacht und das Verhältnis von K2O zu Na2O zent beträgt, in der gleichen Größenordnung liegt wie 1: 9 bis 1: 1 beträgt, dann fällt die Menge des Al2O3 diejenige von Porzellankörpern, die 10 Gewichtspro- 20 natürlich in einen Bereich von 15 bis 28 Gewichtsprozent und 25 Gewichtsprozent Aluminiumoxidmaterial zent.From Fig. 1 it can be seen that the flexural strength of Kristobalit depends on the amount of SiO 2 , the amount of K 2 O + Na 2 O from externally damaged porcelain test bodies and the ratio of 50% of the flexural strength of undamaged 5 K 2 O to Na 2 O ab, which is pre-porcelain debris in the formed glass phase when the amount is when the porcelain body is more than 25% at the highest crystallite, but that it is fired at temperature. More than 83 percent by weight of less than 40% of the undamaged porcelain test grains SiO 2 and less than 2 percent by weight of K 2 O per is reduced if the amount of crystals does not - | - Na 2 O lead to an increase in the vitrification stress of more than 25 percent by weight. It is also open temperature, which in practice makes it impossible to visibly cause the resistance of electrical complete sintering to increase when an electrical porcelain insulator which is externally damaged is a porcelain insulator with a large diameter the porcelain body more than and with a solid core to manufacture. Contains 25 percent by weight of Kristobalit. F i g. Fig. 1 shows the reason why the amount of the Al 2 O 3 also increases in the amount of the alumina material that the flexural strength is limited to 15 to 28% by weight with the increase in the 15 mass A, and that it is as follows. When the SiO 2 is 65 to 83% by weight of flexural strength of an externally damaged insulator, the K 2 O H-Na 2 O is 2.0 to 4.5% by weight of its alumina material content is 0% by weight and the ratio of K 2 O to Na 2 O cent, is in the same order of magnitude as 1: 9 to 1: 1, then the amount of Al 2 O 3 falls that of porcelain bodies, the 10 percent by weight, of course, in a range of 15 to 28 percent by weight and 25 percent by weight Alumina material cent.

enthalten, wenn die Menge des Kristobalits kleiner als Der Grund, warum die Korngrößenverteilung desincluded when the amount of the Kristobalite is less than The reason why the grain size distribution of the

25 Gewichtsprozent ist, was zur Folge hat, daß die Quarzmaterials auf nicht mehr als 20 Gewichtsprozent25 percent by weight is, with the result that the quartz material is no more than 20 percent by weight

Biegefestigkeit von äußerlich beschädigten Isolatoren Teilchen mit einem effektiven Durchmesser von mehrFlexural strength of externally damaged insulators Particles with an effective diameter greater than

einen geringen absoluten Wert aufweist. 25 als 10 μηι beschränkt ist, ist der folgende. Diese Be-has a low absolute value. 25 is limited to 10 μm, is the following. This loading

Es ist also ersichtlich, daß die Menge des Alumini- schränkung stellt eine Zunahme der SiO2-Komponente umoxidmatcrials mehr als 10 Gewichtsprozent betra- sicher, die sich während des Brennens in der Glasgen sollte und daß die Menge des Kristobalits nach phase auflöst, so daß mehr als 25 Gewichtsprozent dem Brennen nicht kleiner als 25 Gewichtsprozent sein Kristobalit kristallisieren, sollte. 30 Der Grund, warum das Aluminiumoxidmaterial derIt can therefore be seen that the amount of aluminum restriction ensures an increase in the SiO 2 component of oxide material by more than 10 percent by weight, which should be in the glass during the firing, and that the amount of crystals dissolves after phase, so that more than 25 percent by weight of the firing should not be less than 25 percent by weight of Kristobalite crystallize. 30 The reason why the alumina material is the

Wie bereits erwähnt, ist es erwünscht, daß der Por- Masse B auf 10 bis 35 Gewichtsprozent beschränkt ist,As already mentioned, it is desirable that the por mass B is limited to 10 to 35 percent by weight,

zellankörper eine große Menge Kristobalit enthält. ist der folgende. Je mehr Aluminiumoxidmaterial imcell body contains a large amount of Kristobalite. is the following. The more alumina material in the

Die maximale Menge des Kristobalits in Porzellan- Gemisch anwesend ist, aus dem der PorzellankörperThe maximum amount of Kristobalite is present in the porcelain mix that makes up the porcelain body

körpern, die bei 1200 bis 135O°C aus Mischungen ge- gebrannt wird, desto höher wird die mechanischebodies that are fired from mixtures at 1200 to 135O ° C, the higher the mechanical

brannt sind, welche aus den Massen A und B bestehen, 35 Festigkeit des Isolators. Andererseits machen mehrare burning, which consist of the masses A and B, 35 strength of the insulator. On the other hand, do more

sollte jedoch 40 Gewichtsprozent nicht überschreiten. als 35 Gewichtsprozent Aluniiniumoxidmaterial einehowever, should not exceed 40 percent by weight. as 35 weight percent aluminum oxide material

Wenn der Prozcllankörper mehr als 40 Gewichtspro- höhere Brenntemperatur zum Sintern des Porzcllan-If the process body is more than 40 percent by weight, higher firing temperature for sintering the porcelain

zent Kristobalit enthält, dann nimmt der Feldspat ab körpers nötig, während weniger als 10 Gewichtspro-cent of Kristobalit contains, then the feldspar decreases body necessary, while less than 10 weight per-

und der Quarz zu, was zur Folge hat, daß die Vergla- zent Aluminiumoxidmatcrial eine Abnahme derand the quartz too, which has the consequence that the glazed aluminum oxide material has a decrease in the

sungstcmperatur beträchtlich steigt. 4° mechanischen Festigkeit des Isolators zur Folge haben,sungstcmperatur rises considerably. 4 ° result in the mechanical strength of the isolator,

Der Grund, warum die Masse A im wesentlichen so daß die Ziele der vorliegenden Erfindung nicht er-The reason why the mass A is essentially not so that the objects of the present invention

aus Feldspatmaterial, Quarzmaterial und Tonmaterial reicht werden.feldspar material, quartz material and clay material are sufficient.

besteht, ist der folgende. Als erstes wird das Quarzmatc- Der Grund, warum die Brenntemperatur auf 1200 rial im Feldspatglas aufgelöst, wodurch Kristobalit aus- bis 1350°C beschränkt ist, ist der folgende. Wenn der kristallisiert wird. Weiter ist das Fcldspatmatcrial er- 45 Porzellankörpcr bei einer Temperatur unter 1200° C geforderlich, um Fcldspatglas zu erzeugen. Schließlich brannt wird, dann wird die Verglasung des Porzcllancrgibt das Tonmaterial, welches plastische Eigenschaf- körpers unvollständig, während, wenn der Porzcllantcn aufweist, eine gute Verarbeitbarkcit des Porzellan- körper bei Temperaturen von mehr als 13i>0"C gckörpers. brannt wird, der Porzellnnkörpcr eine ungünstige Nei· is the following. First, the quartz material is The reason why the firing temperature is dissolved to 1200 rial in the feldspar glass, which limits Kristobalite to 1350 ° C, is as follows. When that becomes crystallized. Furthermore, the sparate material - porcelain body is required at a temperature below 1200 ° C in order to produce sparate glass. Finally, the glazing of the porcelain will give the clay material, which has incomplete plastic properties, while, if the porcelain has good workability of the porcelain body at temperatures of more than 13> 0 "C, the body will be burned, the porcelain bodies have an unfavorable

Der Grund, warum dieMineralzusammenscUungder 50 gung zur Abnahme der mechanischen Festigkeit zeigt.The reason why the mineral composition of 50 exhibits a tendency to decrease in mechanical strength. Masse A auf 10 bis 20 Gewichtsprozent Feldspat, 30 Knlziniertcs Aluminiumoxid oder kalzinierter Bau·Mass A to 10 to 20 percent by weight feldspar, 30 crushed aluminum oxide or calcined structure

bis 60 Gewichtsprozent Quarz und 20 bis 50 Gewichts- xit, wie sie auf dem Markt zur Verfügung stehen, kön·Up to 60 percent by weight quartz and 20 to 50 percent by weight xite, as are available on the market, can

prozcnl Ton beschränkt ist, ist der folgende. Die obige nen als Aluminiumoxidmatcrial verwendet werdenprozcnl tone is limited is the following. The above can be used as the aluminum oxide material

Beschränkung ermöglicht es, das erfindungsgemäße Die Verwendung von kalziniertem Bauxit ergibt eineThe use of calcined bauxite yields a limitation Verfahren zur Herstellung von elektrischen Porzellan- 55 niedrigere Vorglasungstcmperatur des Porzellankör·Process for the production of electrical porcelain 55 lower pre-glazing temperature of the porcelain body

isolatoren praktisch zu realisieren, um elektrische pers als die Verwendung von auf dem Markt erhält·insulators practical to realize to get electrical pers than the use of on the market ·

Porzellanisolatoren mit stabilen Eigenschaften und lichem kalziniertem Aluminiumoxid, und außerdeirPorcelain insulators with stable properties and light calcined aluminum oxide, and besides

mit gleichbleibender Qualität herzustellen. Das Ergcb- wird hierbei der Vorteil erhalten, daß ein elektrische!with consistent quality. The result is the advantage that an electrical!

nis ist. daß der gebrannte Porzellankörper 25 bis 40 Ge- Porzellankörper mit massivem Kern, der einen großernis is. that the fired porcelain body 25 to 40 Ge porcelain body with a solid core, the one large

wichtsprozcnt Krislobalit enthält. 60 Durchmesser aufweist, vergleichsweise leicht hcrgecontains an important percentage of crisis globalite. 60 in diameter, comparatively slightly tall

Der Grund, warum die Masse A chemisch gesehen stellt werden kann.The reason why the mass A can be represented chemically.

aus 65 bis 83 Gewichtsprozent SiO1,1S bis 28 Gewichts- Die Erfindung wird nun an Hand der folgenden Beifrom 65 to 83 weight percent SiO 1 , 1S to 28 weight percent. The invention will now be based on the following case

prozent Al1O8, 2,0 bis 4,5 Gewichtsprozent K1O spiele näher erläutert. In einem jeden der folgende!percent Al 1 O 8 , 2.0 to 4.5 percent by weight K 1 O play explained in more detail. In each of the following!

(- Na1O und unvermeidbaren Verunreinigungen be- Beispiele wurden Materialien verwendet, d«rcn ehe(- Na 1 O and unavoidable impurities. Examples of materials were used before

steht, warum das Verhältnis von KtOzUNa1O zwischen 65 mische Zusammensetzung und deren mineralogisch 1: 9 und 1: 1 liegt und warum das Quarzmaterial eine Zusammensetzung, welche durch Röntgenstrahlenstands why the ratio of KtOzUNa 1 O is between 65 mixed composition and its mineralogical 1: 9 and 1: 1 and why the quartz material has a composition which by X-rays

solche Teilchengrößenverteilung aufweist, daß nicht beugung gemessen wurde, in der folgenden Tabellehas such a particle size distribution that diffraction was not measured, in the following table

mehr als 20 Gewichtsprozent der Teilchen einen angegeben sind.greater than 20 percent by weight of the particles are indicated.

Tabelle 1Table 1

GlühverlustLoss on ignition Auf demOn the Kalzinierter
Bauxit aus
Dcmerara
Calcined
Bauxite
Dcmerara
• Fukushirna-
Quarzit·
• Fukushirna-
Quartzite
•Kumamoto-
Töpferstein«
• Kumamoto
Pottery stone "
•Nagasaki-
Feldspat»
• Nagasaki-
Feldspar »
»Niigata-
Feldspat«
»Niigata-
Feldspar "
•Gifu-
Gaerome-
Ton«
• Gifu-
Gaerome
Volume"
SiO2 SiO 2 Markt
erhältliches
Aluminium
market
available
aluminum
Al2O3 Al 2 O 3 oxidoxide 0,300.30 0,200.20 2,962.96 0,670.67 0,390.39 12,6412.64 ChemischeChemical Fc2O3 Fc 2 O 3 0,180.18 4,204.20 99,5899.58 78,4278.42 80,0280.02 66,8366.83 50,3450.34 ZusamTogether TiO2 TiO 2 Spurtrack 91,2391.23 0,020.02 14,3514.35 12,5612.56 17,7217.72 33,8733.87 menmen CaOCaO 99,7499.74 1,071.07 0,040.04 0,750.75 0,080.08 0,100.10 1,321.32 setzungsettlement MgOMgO 0,020.02 2,902.90 Spurtrack 0,150.15 0,040.04 Spurtrack 0,630.63 GewichtsWeight K7OK 7 O Spurtrack 0,140.14 - 0,100.10 0,570.57 0,180.18 0,060.06 prozentpercent Na2ONa 2 O 0,050.05 0,050.05 - 0,070.07 0,020.02 Spurtrack 0,340.34 TotalTotal Spurtrack 0,040.04 - 3,083.08 0,430.43 10,9910.99 0,780.78 Quarzquartz 0,020.02 0,040.04 - 0,210.21 5,665.66 3,603.60 0,130.13 KaolinitKaolinite 0,240.24 99,9799.97 99,8499.84 100,09100.09 100,05100.05 99,8199.81 100,11100.11 ScrizitScrizit 100,25100.25 100,0100.0 60,860.8 38,138.1 9,89.8 8,38.3 MineraMinera FeldspatFeldspar - - 7,67.6 - - 87,187.1 logischelogical - - - 30,530.5 - - - ZusamTogether - - - 0,50.5 46,046.0 89,789.7 - mensetmenset - zung Getongue Ge wichtsweight prozentpercent

Beispiel 1 Example 1

Es wurde ein Porzellan mit der in der folgenden Tabelle 2 angegebenen Zusammensetzung verwendet.A porcelain with the composition given in Table 2 below was used.

Tabelle 2Table 2

Testkörpern wurden mit dem gleichen Verfahren gemessen, das oben beschrieben wurde.Test pieces were measured by the same method as described above.

Zusammensetzung
(Gewichtsprozent)
composition
(Weight percent)
HrCitKlungs-
gcmllßc!·
Porzcllnn
HrCitKlungs-
gcmllßc! ·
Porcelain
Herkömmliches
nluminium-
oxidhakigcs
Porzellan
Conventional
aluminum
oxide hooks
porcelain
20
20
25
35
20th
20th
25th
35
20
25
17
38
20th
25th
17th
38
Aluminiumoxid ....
I'ukushima-Quarzit
Nagasaki-Feldspat
Niignta-Feldspat ...
Gifu-Oacromc-Ton
Alumina ....
I'ukushima quartzite
Nagasaki feldspar
Niignta feldspar ...
Gifu-Oacromc clay
100100 100100
Inagesamt Inagesamt

Der Fukushima-Qunrzit wurde vorher derart ge· mahlen, dnß 15 Gewichtsprozent der Teilchen einen effektiven Durchmesser von mehr als 10 μ aufwiesen. The Fukushima Qunrzit was previously written in this way grind so that 15 percent by weight of the particles had an effective diameter greater than 10 microns.

Das fertige hergestellte Gemisch wurde derart gemahlen, daß 18 Gewichtsprozent der Teilchen einen effektiven Durchmesser von mehr als 10 μ aufweisen.The final mixture produced was ground so that 18 percent by weight of the particles were one have an effective diameter of more than 10 μ.

Das Gcmlitch mit der in Tabelle 2 gezeigten Zusammensetzung wurde zu einem stabförmige!! massiven Testkörper verarbeitet, der einen Durchmesser von 120 mm aufwies. Der Testkörper wurde bei 13000C gebrannt, wobei ein Porzellan erhalten wurde, das die in der folgenden Tabelle 3 angegebenen Eigenschaften besaß. Die Menge dos im gebrannten Testkörper vorhandenen Krlstoballls wurde mittels Röntgenstrahlenbeugung quantitativ ermittelt. Die durchschnittlichen Fesilgkeitswerte von unbeschlldigten und beschädigtenThe Gcmlitch having the composition shown in Table 2 became a rod-shaped !! processed massive test body, which had a diameter of 120 mm. The test body was fired at 1300 ° C., a porcelain being obtained which had the properties given in Table 3 below. The amount of Krlstoballl present in the fired test body was determined quantitatively by means of X-ray diffraction. The average security values of undamaged and damaged

Tabelle 3Table 3

Erfindungs-
gcmäßcs
Porzellan
Inventive
if necessary
porcelain
Herkömmliches
Porzellan
Conventional
porcelain
Menge des Kristo-Amount of crystal balits Gewichtsbalits weight prozent percent 29,429.4 00 Biegefestigkeit vonFlexural strength of unbeschädigtemundamaged Porzellan öl Porcelain oil 1340 kg/cm»1340 kg / cm » 1150 kg/cm'1150 kg / cm ' Biegefestigkeit vonFlexural strength of äußerlich beschäexternally damaging digtem Porzellandigtem porcelain (2 mm tief) Λ 2 ... (2 mm deep) Λ 2 ... 700 kg/cm*700 kg / cm * 340 kg/cm'340 kg / cm ' (52/(H · 100(%) .... (52 / (H 100 (%) .... 52,252.2 29,629.6

Boispicl 2Boispicl 2

25 Gewichtsprozent kalzinierter Bauxit, der ι Aluminiumoxidmaterial verwendet wurde und c derart pulverisiert war, daß 30% der Teilchen ein effektiven Durchmesser von mehr als 10 μ aufwlcsi 22 Gewichtsprozent Kumamoto-Töpferstein, der der gemahlen war, daß 18 Gewichtsprozent der Teilet' einen effektiven Durchmesser von mehr als 10 μ a wiesen, 23 Gewichtsprozent Nagasaki-Feldspat u 30 Gewichtsprozent Glfu-Oaorome-Ton wurden eammengemlscht. Die auf diese Welse erhaltene 1 seining wurde weiter gemahlen, und zwar derart, c es 20 Gewichtsprozent der Teilchen einen effoktl' Durchmesser von mehr als 10 μ aufwiesen. Bs wu ein Freileitungslsolator mit einem massiven Kern 1 gestellt, dessen Dimensionen nach dem Brand 25 percent by weight of calcined bauxite, which was used as an aluminum oxide material and was pulverized in such a way that 30% of the particles had an effective diameter of more than 10 μ, 22 percent by weight of Kumamoto pottery stone, which was ground so that 18 percent by weight of the parts had an effective diameter of more than 10 μ a, 23 percent by weight Nagasaki feldspar and 30 percent by weight Glfu-Oaorome clay were mixed together. The 1 bag obtained on this catfish was further ground in such a way that 20 percent by weight of the particles had an effoct diameter of more than 10 μ. For example, an overhead line insulator with a massive core 1 was provided, the dimensions of which were after the fire

700821700821

folgt waren: Zylinderdurchmesser 125 mm, Schirmdurchmesser 220 mm und Gesamtlänge 1150 mm. Dieser Testisolator wurde bei 12800C gebrannt. Die Menge des im gebrannten Testisolator vorhandenen Kristobalits betrug 34,8 Gewichtsprozent (bestimmt durch quantitative Röntgenstrahlenbeugungsanalyse). Der Durchschnittswert der Biegefestigkeit δ 1 des unbeschädigten Freileitungsisolators betrug 1280 kg/cm2. Der Durchschnittswert der Biegefestigkeit 62 des Testisolators, bei dem die drei Schirme in der Nähe desjenigen Teils, der der maximalen Zugspannung ausgesetzt ist, mit einem Hammer abgeschlagen worden waren, betrug 660 kg/cm2. Der Wert <52/<51 · 100 betrug somit 51,5%. Dagegen zeigte ein herkömmlicher elektrischer Kristobalitporzellanisolator, der kein AIu-The following were: cylinder diameter 125 mm, umbrella diameter 220 mm and total length 1150 mm. This test insulator was fired at 1280 0 C. The amount of the Kristobalite present in the fired test insulator was 34.8% by weight (determined by quantitative X-ray diffraction analysis). The average flexural strength δ 1 of the undamaged overhead line insulator was 1280 kg / cm 2 . The average flexural strength 62 of the test insulator when the three panels were knocked off with a hammer in the vicinity of the portion subjected to the maximum tensile stress was 660 kg / cm 2 . The value <52 / <51 · 100 was therefore 51.5%. In contrast, a conventional electrical Kristobalitporcelain insulator, which does not have aluminum

1010

miniumoxidmaterial enthielt, folgende Werte: (51 = 860 kg/cm*, (52 = 410 kg/cm2 und <52/ol · 1000/o 47,6Vo.contained the following values: (51 = 860 kg / cm *, (52 = 410 kg / cm 2 and <52 / ol x 100 0 / o 47.6 Vo.

Ein herkömmlicher elektrischer aluminiumoxidhaltiger Porzellanisolator, dessen Aluminiumoxidmaterialgehalt 25 Gewichtsprozent betrug, zeigte folgende Werte:A conventional porcelain alumina electric insulator whose alumina material content 25 percent by weight showed the following values:

öl = 1200 kg/cms, <52 = 420 kg/cma und 02/01-100oil = 1200 kg / cm s , <52 = 420 kg / cm a and 02 / 01-100

= 35%. Die obenerwähnten Resultate sind in F i g. 2 gezeigt.= 35%. The above-mentioned results are shown in FIG. 2 shown.

Die erfindungsgemäßen elektrischen Porzellanisolatoren, welche eine vorzügliche mechanische Festigkeit und eine vorzügliche Biegefestigkeit nach einer äußerlichen Beschädigung aufweisen, stellen eine beträchtliche Verbesserung der bisherigen hochfesten elektrischen Porzellanisolatoren für Hochspannungs- und Ultrahochspannungsleitungen dar.The electrical porcelain insulators according to the invention, which have excellent mechanical strength and excellent flexural strength after a have external damage, represent a considerable improvement on the previous high-strength electrical porcelain insulators for high-voltage and ultra-high-voltage lines.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (3)

porcellans zu verbessern. Das aluminiumoxidhaltige Patentansprüche: Porzellan wird dadurch erhalten, daß man eine Mi-improve porcellans. The aluminum oxide-containing patent claims: Porcelain is obtained by a mixture of 1. Elektrischer hochfester Porzellanisolator, ins- schung brennt in welchem d" P*^^^™** besondere Vollkernisolator, mit einer hohen Biege- oder vollständig sowie ein Te 1 des Feldspaünaterials festigkeit nach äußerer Beschädigung, der MuIUt, S und ein Teil des Tonmaterial,durch 20 bis 40Ge-Kris?obalit,QuarzundKorundenihält,dadurch wichtsprozent Aluminiumoxid^ersetzt isL D^kmtalg e k e η η ζ e i c h η e t, daß er aus einer geformten line Phase dieses gebrannten Porzellans enthalt 20 bis Mischung au 65 bis 90 Gewichtsprozent einer 40 Gewichtsprozent Aluminiumoxid Je>mehi: Alumin,-Masse A und 10 bis 35 Gewichtsprozent einer umoxid das Porzellan enthalt, desto großer ist se.ne Masse B so gebrannt ist, daß der Porzellankörper io mechanische Festigkeit. nwiw;awt ·
25 bis 40 Gewichtsprozent Kristobalit enthäit, worin Versuche haben gezeigt, daß die B^.egefestigke einer die im wesentlichen aus Feldspat-, Quarz- und glasierten Testprobe, die aus alurniniumoxidhalt.gem Tonmaterial bestehende Masse A in inineralogi- Porzellan hergestellt worden ist, m der Größenordnung SSdIu. 10 bis 20 Gewichtsprozent Feld- von 1200 bis 1700 kg/cm· liegt. Das aluminiumoxidspat, 30 bis 60 Gewichtsprozent Quarz und 20 bis 15 haltige Porzellan wird in der letzten Zeit häufig fur 50 Gewichtsprozent Tonsubstanz sowie in chemi- elektrische Porzellanisolatoren verwendet, die eine scher Hinsicht aus 65 bis 83 Gewichtsprozent SiO2, vorzügliche mechanische Festigkeit.besitzen Das alu-15 bis 28 Gewichtsprozent Al2O3, 2,0 bis 4,5 Ge- miniumoxidhaltige Porzellan besitzt jedoch den Nachwichtsprozent Na2O + K2O u^d unvermeidlichen teil, daß man beim Entwurf eines elektrischen Porzel-Verunreinigungen zusammengesetzt ist, wobei das »o lanisolators trotz der vorzuglichenmechamschen Festig-Verhältnis von K2O : Na2O zwischen 1: 9 und 1:1 keit der Testprobe einen großen Sicherheitsfaktor m liegt, und das Quarzmaterial eine Korngrößenver- Rechnung stellen muß, und zwar aus folgenden Grunteilung aufweist, daß nicht mehr als 20 Gewichts- den: (a) Wenn der Durchmesser des Porzellankorpers Prozent der Teilchen mit einem effektiven Durch- zunimmt, dann wird die Verteilung von Rissen und messer von mehr als 10 μΐη vorliegen, und worin die 25 Fehlern größer, was zur Folge hat, daß die Homogeni-Masse B aus einem Aluminiumoxidmaterial be- tat des Materials verlorengeht; in anderen Worten stent heißt das, die mechanische Festigkeit nimmt auf Grund
1. Electrical high-strength porcelain insulator, ins- ular burns in which d "P * ^^^ ™ ** special solid-core insulator, with a high flexural strength or complete strength as well as a Te 1 of the field chip material strength after external damage, the MuIUt, S and a part of the clay material, containing 20 to 40 Ge-Kris? obalit, quartz and corundum, thereby replacing weight percent alumina ^ isL D ^ kmtalg eke η η ζ cal η et that it consists of a shaped line phase of this fired porcelain contains 20 to a mixture of 65 to 90 percent by weight of a 40 percent by weight alumina depending> mehi: contains aluminum c, -mass a and 10 to 35 weight percent of an oxide the porcelain, the large mass is se.ne B is fired so that the porcelain body io mechanical strength nwiw; aw t ·.
25 to 40 percent by weight Kristobalit contains, in which tests have shown that the strength of a mass A consisting essentially of feldspar, quartz and glazed test specimen, consisting of alumino-oxide-containing clay material, has been produced in mineralogi porcelain, m of the order of SSdIu. 10 to 20 percent by weight field from 1200 to 1700 kg / cm · lies. The aluminum oxide spar, 30 to 60 percent by weight quartz and porcelain containing 20 to 15 have recently been used frequently for 50 percent by weight of clay as well as in chemical-electrical porcelain insulators, which in terms of 65 to 83 percent by weight SiO 2 have excellent mechanical strength Aluminum-15 to 28 percent by weight Al 2 O 3 , 2.0 to 4.5 mineral oxide-containing porcelain, however, has the residual weight percent Na 2 O + K 2 O and the inevitable part that one is composed of impurities in the design of an electrical porcelain , whereby the »o lanisolators despite the excellent mechanical strength ratio of K 2 O: Na 2 O between 1: 9 and 1: 1 ability of the test sample is a large safety factor m, and the quartz material has to calculate a grain size, namely from has the following basic division that no more than 20 weight percentages: (a) When the diameter of the porcelain body percent of the particles increases with an effective diameter, i Ann the distribution of cracks and knives of more than 10 μΐη are present, and in which the 25 defects are greater, with the result that the homogenous mass B of an aluminum oxide material is lost before the material; In other words, stent means that the mechanical strength decreases
2. Elektrischer Porzellanisolator nach Anspruch 1, des Größeneffekts ab. (b) Die mechanische Festigkeit dadurch gekennzeichnet, daß das Aluminiumoxid- nimmt ab, wenn auf der Oberfläche des elektrischen material aus calciniertem Aluminiumoxid besteht. 30 Porzellanisolators auf Grund einer groben Behänd ung2. Electrical porcelain insulator according to claim 1, from the size effect. (b) The mechanical strength characterized in that the alumina decreases when on the surface of the electrical material consists of calcined alumina. 30 porcelain insulator due to rough handling 3. Verfahren zur Herstellung eines Porzellaniso- während des Transports und wahrend der Herstellung lators nach einem der vorstehenden Ansprüche, da- Kratzer entstehen oder wenn auf der Oberflache des durch gekennzeichnet, daß man die Mischung der elektrischen Porzellanisolators Beschädigungen durch Masse A und der Masse B unter Zusatz von Wasser Böswilligkeit, wie z. B. mit einem Gewehrschuß usw. in einer Trommel herstellt, die Mischung entwässert 35 hervorgerufen werden.3. Method of making a porcelain iso- during transport and during manufacture Lators according to one of the preceding claims, there are scratches or if on the surface of the characterized in that the mixture of the electrical porcelain insulator is damaged by Mass A and mass B with the addition of water malevolence, such as. B. with a rifle shot, etc. produced in a drum, the mixture dewatered 35 caused. und zu einem Körper verformt, den Körper trock- Das Kristobalitporzellan wird dadurch erhalten,and formed into a body, the body dry- The Kristobalit porcelain is obtained by net und den getrockneten Körper bei einer Tempe- daß man eine Mischung brennt, deren chemische Zuratur von 1200 bis 13500C brennt. sammensetzung im wesentlichen die gleiche wie dienet, and the dried body that burns a mixture at a temperature-whose chemical burns Zuratur 1200-1350 0 C. composition essentially the same as that
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