一种高通流氧化锌电阻片及其生产工艺制造技术

本发明专利技术涉及高压电工敏感陶瓷材料技术领域，公开了一种高通流氧化锌电阻片及其生产工艺。其中，本发明专利技术的一种高通流氧化锌电阻片，包括氧化锌、三氧化二铋、三氧化二钴、三氧化二镍、三氧化二锰、三氧化二锑、二氧化硅、玻璃粉和硝酸铝。本发明专利技术的高通流氧化锌电阻片配方中，锑和硅含量比接近1，烧结形成了Zn7Sb2O12、ZnSiO4及较好比例分布，从而以达到提高氧化锌电阻片的电位梯度和通流密度的目的。同时，本发明专利技术的高通流氧化锌电阻片，所选添加料球磨难易程度合理，简化了球磨工艺，对球磨时间的选择进行了优化，并控制球磨混合工艺使得球磨后的氧化锌电阻片原料粒径小且均匀。

A high flux Zinc Oxide resistor and its production process

The invention relates to the technical field of high voltage electrician sensitive ceramic material, and discloses a high flux Zinc Oxide resistance piece and its production process. Among them, a high flux Zinc Oxide resistance plate of the invention includes Zinc Oxide, three oxidized two bismuth, three oxidized two Co, three oxidized nickel two, three oxidized two Mn, three oxidized two antimony, silica, glass powder and aluminum nitrate. In the formulation of the high flux Zinc Oxide resistor chip, the content of antimony and silicon is close to 1. The sintering forms Zn7Sb2O12, ZnSiO4 and a good proportion distribution, so as to improve the potential gradient and flow density of Zinc Oxide resistor. At the same time, the high flux Zinc Oxide resistance plate of the invention has the advantages of reasonable abrasion and hardness of the selected addition ball, simplifies the ball milling process, optimizes the selection of ball milling time, and controls the ball milling and mixing process, so that the particle size of Zinc Oxide resistor sheet after ball milling is small and even.

【技术实现步骤摘要】
一种高通流氧化锌电阻片及其生产工艺
本专利技术涉及高压电工敏感陶瓷材料
，更具体地，涉及一种高通流氧化锌电阻片及其生产工艺。
技术介绍
氧化锌电阻片是电网运行保护设备金属氧化物避雷器的核心部件，当遇到高出正常电压许多倍的雷电过电压或操作过电压袭击时，氧化锌电阻片的电阻值会瞬时由高电阻转向低电阻，使强大的瞬时过电流经氧化锌电阻片流入大地，从而避免了电气设备遭受过电压袭击而影响电网安全运行，截至目前，在输电线路上安装与绝缘子串并联的金属氧化物避雷器一直认为是防止雷击跳闸的最有效手段之一。近年来，带间隙线路避雷器已大量安装在线路上，有效降低了线路累积跳闸率、消除了绝缘子表面因雷击闪络造成的损伤。但是，目前,常规的氧化锌电阻片梯度为2000～2200V/cm，方波通流密度仅20～22A/cm2，带间隙避雷器结构高度常常比同电压等级线路绝缘子长20份及以上，体积、重量、成本取决于电阻片通流能力，目前电阻片的通流能力不强，造成现有线路避雷器大而重，安装和维护均极为不便，其在线路上广泛应用受到了影响。我国高电位梯度和强通流能力氧化锌电阻片的需求主要依靠国外进口，没有形成拥有自主知识产权的配方和生产工艺，价格昂贵。随着我国电网的发展、输电线路运行可靠性要求的提高以及降低人工维护成本的需求，对采用高电位梯度、强通流能力的氧化锌电阻片降低线路避雷器高度、体积、重量和成本，满足线路防雷需求日益迫切。为了开发满足运行要求、便于安装、维护的高性能线路避雷器，提高我国输电线路的整体防雷水平，急需开发一种可减低线路避雷器结构高度的高电位梯度和强通流能力的氧化锌电阻片配方及及其加工工艺。
技术实现思路
本专利技术提供一种高通流氧化锌电阻片及其加工工艺，以解决上现有氧化锌电阻片的通流能力不强，所造成现有线路避雷器大而重，安装和维护均极为不便的技术问题。根据本专利技术的一个方面，提供一种高通流氧化锌电阻片，以重量份计，由包括如下原料制得：氧化锌为85～90份，三氧化二铋为2.5～3.5份，三氧化二钴为2～3份，三氧化二镍为0.6～0.7份，三氧化二锰为0.3～0.35份，三氧化二锑为3.5～4.0份，二氧化硅为1.4～1.6份，玻璃粉为0.15～0.25份，硝酸铝为0.05～0.1份。在上述方案基础上优选，本专利技术的一种高通流氧化锌电阻片，以重量份计，由包括如下原料制得：氧化锌为88～89份，三氧化二铋为2.5～3份，三氧化二钴为2.3～2.5份，三氧化二镍为0.6～0.7份，三氧化二锰为0.3～0.35份，三氧化二锑为2.3～2.5份，二氧化硅为1.4～1.6份，玻璃粉为0.2～0.25份，硝酸铝为0.05～0.1份。在上述方案基础上优选，所述氧化锌电阻片的侧表面设有高阻层，所述高阻层的原料为粉料、酒精、邻苯二甲酸二丁酯、乙基纤维素的混合物。在上述方案基础上优选，所述粉料以重量份计，包括如下原料：氧化锌为14～17.0份，氧化二铋为25～30份，三氧化二锑为40～45份，氧化钛为15～17份，碳酸锂为0.24～0.36份。优选的，当所述粉料以重量份计，包括如下原料：氧化锌为15.7份，氧化二铋为26份，三氧化二锑为42份，氧化钛为16份，碳酸锂为0.3份时，其绝缘性能更好。在上述方案基础上优选，所述玻璃粉以重量份计，由包括如下原料：氧化硼为14.5份，氧化锌为42份，二氧化硅为26份，氧化二铋为17.5份。在上述方案基础上优选，所述氧化锌电阻片由所述原料经球磨、烧结制得；其中，所述球磨具体为：将除氧化锌外的其它原料球磨180～240min，向其中加入氧化锌和水，胶体磨270～360min；优选的，将除氧化锌外的其它原料球磨210min，向其中加入氧化锌和水，胶体磨300min。在上述方案基础上优选，所述烧结步骤包括预烧结和二次烧结，所述预烧结具体为：将所述氧化锌电阻片预成品进行预烧结，得氧化锌电阻片预半成品，且所述预烧结的最高温度为760～770℃。在上述方案基础上优选，所述二次烧结：将氧化锌电阻片预半成品进行二次烧结，以得到氧化锌电阻片半成品，且所述二次烧结的最高温度为1050±10℃。本专利技术还提供了一种高通流氧化锌电阻片的生产工艺，包括以下步骤：S1.原料配制，在所述氧化锌电阻片的原料中加入粘合剂和水进行球磨混合，以得到出料粒径1μm～2μm，粘度为40～90MPa·s，且料浆含固量40～65份的料浆；S2.干燥造粒：将步骤S1所得到的料浆通过造粒干燥塔以干燥造粒，并经100目振动筛，以得到含水率为(0.4±0.1)份的造粒料；S3.干压成型：将造粒料压制成预设形状的氧化锌电阻片预成品，所述氧化锌电阻片的密度满足ρ＝(3.15±0.05)g/cm3；S4.烧结：将所述氧化锌电阻片预成品进行烧结，得氧化锌电阻片半成品；S5.涂覆电极：在所述氧化锌电阻片半成品的上下表面涂覆电极浆料，烧制后得氧化锌电阻片。在上述方案基础上优选，所述原料配制包括添加料配制、粘合剂配制、硝酸铝溶液配制和浆料配制。在上述方案基础上优选，所述添加料配制包括以下步骤，根据配方比例将三氧化二铋、三氧化二钴、三氧化二镍、三氧化二锰、三氧化二锑、二氧化硅和玻璃粉加入搅拌球磨机内，加水混合210min，并将混合液过300目以上筛网以备用。在上述方案基础上优选，所述粘合剂配制具体包括，在化胶机中加入水，调节水温至60℃，加入聚乙烯醇和分散剂混合，调节水温至90℃以上，保温30min。在上述方案基础上优选，所述料浆配制具体包括以下步骤，在高搅拌罐内加入水和粘合剂，低速搅拌5min，再加入配方比例的氧化锌，搅拌10min加入添加料和硝酸铝溶液，搅拌均匀，启动胶体磨和循环泵，胶体磨300min，以得到出料粒径1μm～2μm，粘度为40～90MPa·s，且料浆含固量40～65份的料浆。在上述方案基础上优选，所述干压成型前还包括将造粒料和水加入混料含水机罐内，控制造粒料内的含水率为1.2±0.3份，其中，加水量为料总重的1.2份。在上述方案基础上优选，所述烧结步骤包括预烧结和二次烧结，其中，所述预烧结：将所述氧化锌电阻片预成品进行预烧结，得氧化锌电阻片预半成品，且预烧结的最高温度为760～770℃；所述二次烧结：将氧化锌电阻片预半成品进行二次烧结，以得到氧化锌电阻片半成品，且所述二次烧结的最高温度为1050±10℃。在上述方案基础上优选，所述预烧结具体步骤为：先所述氧化锌电阻片预成品放置窑炉，将窑炉的温度在16h内连续升至400℃，然后，每次保温4h，每次将窑炉温度升高100℃，直至温度升至760～770℃，保温时间12h，然后阶梯降温至560℃保温4h，再降温至420℃，出窑，自然冷却至常温，以得到得氧化锌电阻片预半成品。在上述方案基础上优选，所述二次烧结具体步骤为：先氧化锌电阻片预半成品放置窑炉，将窑炉的温度在16h连续升至800℃±10℃，保温18h，然后，将温度升至920，保温8h，再将温度升至1050℃±10℃，保温时间16～17h，然后降温至870℃保温4h，然后再降温760℃，出窑，自然冷却至常温，以得到得氧化锌电阻片半成品。在上述方案基础上优选，所述预烧结和二次烧结之间设有高阻层涂布工艺，通过涂布机将高阻层料浆涂刷到氧化锌电阻片预半成品的侧面。与现有技术相比较，本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氧化锌电阻片，其特征在于，以重量份计，由包括如下原料制得：氧化锌为85～90份，三氧化二铋为2.5～3.5份，三氧化二钴为2～3份，三氧化二镍为0.6～0.7份，三氧化二锰为0.3～0.35份，三氧化二锑为3.5～4.0份，二氧化硅为1.4～1.6份，玻璃粉为0.15～0.25份，硝酸铝为0.05～0.1份。

【技术特征摘要】
1.一种氧化锌电阻片，其特征在于，以重量份计，由包括如下原料制得：氧化锌为85～90份，三氧化二铋为2.5～3.5份，三氧化二钴为2～3份，三氧化二镍为0.6～0.7份，三氧化二锰为0.3～0.35份，三氧化二锑为3.5～4.0份，二氧化硅为1.4～1.6份，玻璃粉为0.15～0.25份，硝酸铝为0.05～0.1份。2.如权利要求1所述的一种氧化锌电阻片，其特征在于，所述氧化锌为88～89份，所述三氧化二钴为2.3～2.5份。3.如权利要求1所述的一种氧化锌电阻片，其特征在于，所述氧化锌电阻片的侧表面设有高阻层，所述高阻层的原料为粉料、酒精、邻苯二甲酸二丁酯、乙基纤维素的混合物。4.如权利要求3所述的一种氧化锌电阻片，其特征在于，所述粉料以重量份计，包括如下原料：氧化锌为14～17.0份，氧化二铋为25～30份，三氧化二锑为40～45份，氧化钛为15～17份，碳酸锂为0.24～0.36份；优选的，所述粉料以重量份计，包括如下原料：氧化锌为15.7份，氧化二铋为26份，三氧化二锑为42份，氧化钛为16份，碳酸锂为0.3份。5.如权利要求1所述的一种氧化锌电阻片，其特征在于，所述氧化锌电阻片由所述原料经球磨、烧结制得；其中，所述球磨具体为：将除氧化锌外的其它原料球磨180～240min，向其中加入氧化锌和水，胶体磨270～360min；优选的，将除氧化锌外的其它原料球磨210min，向其中加入氧化锌和水，胶体磨300min。6.如权利要求5所述的一种氧化锌电阻片，其特征在于，所述烧结包括预烧结和二次烧结，所述预烧结具体为：将所述氧化锌电阻片预成品进行预烧结，得氧化锌电阻片预半成品，且所述预烧结的最高温度为760～770℃。7.如权利要求6所述的一种氧化锌电阻片，其特征在于，所述预烧结具...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋正龙，陆佳政，韦国松，吴伟，徐建，王博闻，李波，
申请(专利权)人：国网湖南省电力公司，国网湖南省电力公司防灾减灾中心，湖南省湘电试研技术有限公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43