一种高强度铝质瓷绝缘子瓷体的制备方法技术

本发明专利技术公布了一种高强度铝质瓷绝缘子瓷体的制备方法，包括以下步骤配置原料、制坯、上釉、烧成、冷却；本发明专利技术通过添加低含量的三聚磷酸钠，改变传统的烧结方式和冷却方式，同时在上釉的时候添加瓷砂；使得本发明专利技术制得的瓷体结构致密，弯曲强度高，适用于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种高强度铝质瓷绝缘子瓷体的制备方法
本专利技术涉及绝缘子领域，特别是一种高强度铝质瓷绝缘子瓷体的制备方法。
技术介绍
绝缘子是安装在不同电位的导体之间或导体与地电位构件之间的器件，能够耐受电压和机械应力作用。它是一种特殊的绝缘控件，能够在架空输电线路中起到重要作用。早年间绝缘子多用于电线杆，慢慢发展于高型高压电线连接塔的一端挂了很多盘状的绝缘体，它是为了增加爬电距离的，通常由玻璃或陶瓷制成绝缘子。其中，瓷绝缘子的瓷体具有以下特点：(1)较大的尺寸，且其具有较大的壁厚，壁厚最厚处达到175mm；(2)结构相对复杂，在升、降温过程中都易产生较大的结构应力；(3)自重过大，坯体重量在700kg左右。由于以上几点原因，导致绝缘子在升温过程中极易开裂，降温过程中也容易导致炸裂，使得瓷绝缘子瓷体生产效率低下，废品率较多，因此，无论从原料角度还是制作工艺角度均需要进一步改进。
技术实现思路
为了解决上述存在的问题，本专利技术公开了一种高强度铝质瓷绝缘子瓷体，包含以重量份数算的原料：莫来石20-25份，粘土50-60份，滑石5-20份，高岭石5-10份，硅石粉10-15份，石英20-30份，工业氧化铝粉10-15份，三聚磷酸钠0.1-1份，水100-300份；本专利技术还公开了上述高强度铝质瓷绝缘子瓷体的制备方法，包括以下步骤：S0：将莫来石、粘土、滑石、高岭石、硅石粉、石英、工业氧化铝粉、混合，碾磨、除铁过筛配成原料；S1：取三聚磷酸钠溶于水中，搅拌均匀，得到混合溶剂；S2：对所述原料进行搅拌，搅拌的同时采用喷雾法将所述混合溶剂加入原料中，得到浆料；S3：将所述浆料置于30-40℃下干燥0.5-1h，然后在40-50℃下干燥1-2h，干燥后浆料的水含量控制在5-10％；练泥、注模成型，得到生坯；S4：在所述生坯表面上釉，进入窑炉进行烧结，冷却后得到瓷体。优选地，S1中所述原料的颗粒粒度为100-300目，其中粒度150-200目的颗粒占比为60-80％，粒度100-150目的颗粒占比为10-20％，余量为200-300目的颗粒。优选地，S2中所述搅拌的搅拌速率为800-1200r/min。优选地，S4中的烧结过程为25℃-80℃0.5-1h、80-100℃0.5-1h、100-700℃2-3h、700-1000℃2-3h，1000℃-1250℃2-3h、1250℃-1300℃1.5-3h。优选地，S4中所述冷却方式为首先以100-200℃/h的降温速度从烧成温度1250-1300℃降至980-1020℃；再以30-50℃/h的降温速度从980-1020℃降至770-800℃，恒温1-2h；再以20-30℃/h的降温速度从870-800℃降至750-800℃；恒温2-3h；然后以20-30℃/h的降温速度从750-800℃降至550-560℃；最后以20-40℃/h的降温速度从550-560℃降至室温。优选地，S4中所述上釉的上釉方式如下：S41：将瓷砂、釉料、胶黏剂，加入溶剂，制得混合釉料；S42：然后将混合釉料涂覆在所述生坯上。优选地，所述胶黏剂为羧甲基纤维素或聚氨酯。优选地，所述釉料包含以下重量份数的原料：硅溶胶3-10份，甲基硅烷1-4份，乙酸15-25份，丙醇75-90份。优选地，所述瓷砂、釉料、胶黏剂、溶剂的质量比为(3-5)：(3-5)：(0.1-1)：10。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术采用的冷却方式，能够有效保证液相在合适的温度下有充分的时间吸收由液相转化成固相和晶体析出、转化过程中所产生的应力。这样瓷体冷却后内部就没有残留应力，不会产生炸裂及其他缺陷，合格率非常高；减少了用现有烧成制度烧成的瓷体需要放置、二次回火处理等消除瓷体内部应力的方法所带来的时间、场地、费用等消耗，且操作简单，效果好，成本低，效率高；(2)本专利技术采用的上釉方式为在釉料中添加瓷砂，一方面增加了生坯表面的摩擦力，混合釉料与生坯结合力增强，同时在烧结时，瓷砂熔融在生坯表面，釉层熔融在瓷砂表面，使得瓷体的釉层更加均匀致密，不易从瓷体剥落，从而使得绝缘子的电气性能提高；(3)通过添加低含量的三聚磷酸钠，一方面保持了电解质含量，另一方面避免了过多钠离子的迁移所产生的应力导致的瓷体破裂，还有由于电解质粒子在泥浆中分散均匀，充分吸附在瘠性原料粒子和粘土原料粒子的周围，形成“粘性膜”，坯体干燥后形成“瘠性料-粘性膜-瘠性料、粘土-粘性膜-瘠性料、粘土-粘性膜-粘土”相互结合体系。干燥后的陶瓷原料高度分散于有机结合剂所形成的空间网络中，电解质粒子(三聚磷酸钠)分散与包裹的均匀性减少了瘠性料之间接触的机率，从而提高强度；另外，由于将浆料在30-40℃、40-50℃两干燥阶段，由于温度的变化(水分缓慢减少)使电解质粘度提高或聚集状态发生了变化，增强了坯体内聚力，从而使瓷体强度提高；(4)本专利技术原料的颗粒粒度的控制结合高速搅拌同时喷雾的混料方式，很好地避免了颗粒团聚体的产生；(5)本专利技术采用阶段式升温的烧结过程，很好地控制了陶瓷晶相的稳定转化。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。实施例1一种高强度铝质瓷绝缘子瓷体的制备方法，包括以下步骤：S0：按重量份数算，将莫来石20份，粘土50份，滑石5份，高岭石5份，硅石粉10份，石英20份，工业氧化铝粉10份混合，碾磨、除铁过筛配成原料；所述原料的颗粒粒度为100-300目，其中粒度150-200目的颗粒占比为60％，粒度100-150目的颗粒占比为10％，余量为200-300目的颗粒。S1：取三聚磷酸钠0.1份，溶于100份水中，搅拌均匀，得到混合溶剂；S2：对所述原料进行搅拌，搅拌速率为800r/min；搅拌的同时采用喷雾法将所述混合溶剂加入原料中，得到浆料；S3：将所述浆料置于30-40℃下干燥0.5h，然后在40-50℃下干燥1h，干燥后浆料的水含量控制在5％；练泥、注模成型，得到生坯；S4：在所述生坯表面上釉，上釉方式如下：S41：将瓷砂、釉料、胶黏剂，加入溶剂，制得混合釉料；S42：然后将混合釉料涂覆在所述生坯上。所述胶黏剂为羧甲基纤维素，溶剂为水。所述釉料包含以下重量份数的原料：硅溶胶3份，甲基硅烷1份，乙酸15份，丙醇75份。所述瓷砂、釉料、胶黏剂、溶剂的质量比为3：3：0.1：10。进入窑炉进行烧结，烧结过程为25℃-80℃0.5h、80-100℃1h、100-700℃2h、700-1000℃3h，1000℃-1250℃2h、1250℃-1300℃1.5h，冷却后得到瓷体。冷却方式为首先以100℃/h的降温速度从烧成温度1250-1300℃降至980-1020℃；再以30℃/h的降温速度从980-1020℃降至770-800℃，恒温1h；再以20℃/h的降温速度从870本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强度铝质瓷绝缘子瓷体，其特征在于：包括以下按重量份数算的原料：莫来石20-25份，粘土50-60份，滑石5-20份，高岭石5-10份，硅石粉10-15份，石英20-30份，工业氧化铝粉10-15份，三聚磷酸钠0.1-1份，100-300份水。/n

【技术特征摘要】
1.一种高强度铝质瓷绝缘子瓷体，其特征在于：包括以下按重量份数算的原料：莫来石20-25份，粘土50-60份，滑石5-20份，高岭石5-10份，硅石粉10-15份，石英20-30份，工业氧化铝粉10-15份，三聚磷酸钠0.1-1份，100-300份水。


2.一种高强度铝质瓷绝缘子瓷体的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S0：将莫来石、粘土、滑石、高岭石、硅石粉、石英、工业氧化铝粉混合，碾磨、除铁过筛配成原料；
S1：取三聚磷酸钠溶于水中，搅拌均匀，得到混合溶剂；
S2：对所述原料进行搅拌，搅拌的同时采用喷雾法将所述混合溶剂加入原料中，得到浆料；
S3：将所述浆料置于30-40℃下干燥0.5-1h，然后在40-50℃下干燥1-2h，干燥后浆料的水含量控制在5-10％；练泥、注模成型，得到生坯；
S4：在所述生坯表面上釉，进入窑炉进行烧结，冷却后得到瓷体。


3.根据权利要求2所述的一种高强度铝质瓷绝缘子瓷体的制备方法，其特征在于：S0中所述原料的颗粒粒度为100-300目，其中粒度150-200目的颗粒占比为60-80％，粒度100-150目的颗粒占比为10-20％，余量为200-300目的颗粒。


4.根据权利要求2所述的一种高强度铝质瓷绝缘子瓷体的制备方法，其特征在于：S2中所述搅拌的搅拌速率为800-1200r/min。


5.根据权利要求2所述的一种高强度铝质瓷绝缘子瓷体的制备方法，其特征在于：S4中的烧结过程为25℃-80℃0.5-1h、80-100℃0...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈清春，韩江，朱凌峰，
申请(专利权)人：江西正强电瓷电器有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36