[发明专利]一种添加复合籽晶的电瓷及其制备方法有效
申请号: | 201510219888.2 | 申请日: | 2015-05-04 |
公开(公告)号: | CN104844180A | 公开(公告)日: | 2015-08-19 |
发明(设计)人: | 张腾;刘鸿琳;杜欣航;李巍婷;张琪;颜佳佳;魏颖;唐电 | 申请(专利权)人: | 福州大学 |
主分类号: | C04B35/185 | 分类号: | C04B35/185;C04B35/622 |
代理公司: | 福州元创专利商标代理有限公司 35100 | 代理人: | 蔡学俊 |
地址: | 350002 福*** | 国省代码: | 福建;35 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 添加 复合 籽晶 及其 制备 方法 | ||
技术领域
本发明属于高压电瓷领域,具体涉及一种添加复合籽晶(CaB2O4籽晶与CaB4O7籽晶)的电瓷及其制备方法。
背景技术
高压电瓷是指额定电压在高于1kV的电瓷产品。主要指用于高压输电线路及电站和各种用电器的绝缘陶瓷,也称绝缘子,是电力工业的重要组成部分。高压电瓷根据其所含化学成分的不同分为硅质电瓷和铝质电瓷,铝质电瓷分为铝质瓷和高强度铝质瓷,根据电瓷种类的不同应用领域也不同,本发明涉及的电瓷属于高强度铝质瓷,主要应用于超高压绝缘子或高机械强度的瓷套。同国外同类企业相比,国内多数企业工艺水平较差,导致产品质量参差不齐。目前,国产的、普瓷的强度在60-80kN/cm2,高强瓷的强度在100-180kN/cm2,比国外同型瓷体的强度低15%-25%。因此,电瓷强度不足是制约国产高压电瓷最突出的问题。有关研究表明,电瓷中莫来石相的含量是决定其机械性能尤其是断裂强度的关键(硅酸盐通报,2010,29(6):1472-1477)。
近年来,国内电瓷行业已纷纷调整生产工艺,在原料的配方、球磨工艺、成型方法、烧成制度等方面均投入大量的人力、物力进行技术改造与升级。其中,通过调整粉体原料的化学组成及工艺参数,是目前提高瓷体性能的主要途径。例如中国西电电气股份有限公司、抚顺高科电气制造有限公司、叶胜平等专利申请人分别通过添加高岭土和伊利石粘土、改性膨润土、工业氧化铝等调整原料配方提高电瓷性能(详见ZL 201310719303.4, ZL 200610134907.2和ZL 200510134951.9等)。
发明内容
为了解决上述国内电瓷所面临的难题,本发明提供了一种添加复合籽晶(CaB2O4籽晶与CaB4O7籽晶)的电瓷及其制备方法。通过添加适量的复合籽晶不仅能够改善电瓷在烧结过程的流动性,提高电瓷的致密度,显著增强电瓷的断裂强度;而且,复合籽晶的加入还能有效促进莫来石相的析晶,从而进一步提高电瓷的机械强度。
本发明是通过如下技术方案实施的:
一种添加复合籽晶的电瓷,原料组成按重量百分数计:SiO2 10~20%、Al2O3 10~25%、Fe2O3 10~20%、TiO2 1~5%、CaO 2~10%、MgO 0~3%、K2O 5~15%、Na2O 3~8%和复合籽晶2~20%;所述的复合籽晶为CaB2O4籽晶与CaB4O7籽晶。
优选的,原料组成按重量百分数计:SiO2 10~20%、Al2O3 10~25%、Fe2O3 10~20%、TiO2 1~3%、CaO 4~10%、MgO 0~2%、K2O 8~15%、Na2O 3~8%和复合籽晶5~15%。
制备方法包括以下步骤:
(1)配料;原料分别在90~100℃下烘12h,按配方称量,复合配料;
(2)球磨;采用锆球,球与料的体积比为2:1,过270目筛;
(3)除铁、榨泥、陈腐、练泥:用电磁线圈和永久磁铁的除铁设备过筛除铁,加水榨泥后含水率在22%,陈腐时间为72h,真空度为0.05~0.09MPa下练泥;
(4)成型;真空度为0.01MPa下进行挤压成型,成型样品为直径2.3cm、长13.6cm的柱状;
(5)干燥;先阴干12h,再在90~100℃下烘48h;
(6)窑炉烧结;升温速率为5℃/min,烧结温度为1150~1260℃,保温30min。
本发明的显著优点在于:
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