一种耐磨电瓷釉及其制备方法

文档序号:10564097阅读:527来源:国知局
一种耐磨电瓷釉及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及电瓷绝缘子领域,具体涉及一种耐磨电瓷釉及其制备方法。一种耐磨电瓷釉,其特征在于它由电瓷釉料和纳米~亚微米粒径的无机耐磨粒子制备而成,电瓷釉料与纳米~亚微米粒径的无机耐磨粒子的质量比为100:1~8;上述电瓷釉料按干料质量计。本发明可提高电瓷表面釉层的耐磨性,应对大风沙的恶劣自然环境,同时避免更改企业现行生产工艺,降低生产成本。
【专利说明】
-种耐磨电瓷釉及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明设及电瓷绝缘子领域,具体设及一种耐磨电瓷釉及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 电瓷是一类工业用陶瓷,主要指应用于电力工业系统的绝缘陶瓷,包括各种线路 绝缘子瓷和电站电器用绝缘子瓷,W及其它带电体隔离或支持用的绝缘陶瓷。电瓷作为电 力工业的重要基础器件,对其机械性能、电气性能、耐环境性能(冷热、抗污秽、老化等)都有 较高要求。电瓷釉是指电瓷表面的釉质层,对于电瓷的电绝缘性、化学稳定性、机械强度等 都有决定性的影响。电瓷巧体都有一定的孔隙率,一旦釉质层出现破损,含有杂质的水会进 入孔隙导致整个部件的绝缘性显著降低,耐环境性能恶化,机械强度也会降低。目前,应用 最为广泛的电瓷釉为长石釉,碱质侣娃酸盐成分,典型的生料釉,有白色和栋色两种,其性 能可满足大多数的应用场合。但是随着科技发展,输送电工程已经延伸到了风沙大的沙漠 地带。我国的西电东送工程正是要穿越运样的地区。在运种大风沙的恶劣环境下,普通电瓷 釉会很快被磨损。一旦釉层遭到破坏电瓷的绝缘性大大降低,将增大输电损耗,出现漏电危 险。对于新兴的超高压电力输送后果更为严重。运对电瓷釉的耐磨性提出了更高要求。提高 釉层耐磨性的一般做法是增加釉料中难烙氧化物的份额,比如CN200910010970。该专利公 开了一种适应于高严寒地区使用的高压电瓷釉及其制备方法,其方法是通过在化学成分中 添加娃酸错或者稀±元素氧化物来提高釉层表面硬度,也间接地提高了釉层的耐磨性。但 通过增加难烙组分含量提高釉层耐磨性的方法,同时会要求釉的烧成制度作出相应的调 整。运种调整一般是提高烧成溫度,运对于生产企业可能意味着工艺调整、设备更新、能耗 增大。针对上述问题本发明提出了一种提高电瓷绝缘子釉面耐磨性的简单方法。该方法具 有可操作性强,无需改变现行烧成制度,无需更新或新增设备,形成的釉面耐磨性高,使用 寿命更长等优点。

【发明内容】

[0003] 本发明的目的在于提供一种耐磨电瓷釉及其制备方法,可提高电瓷表面釉层的耐 磨性,降低生产成本。
[0004] 为实现运一目的,本发明提出如下技术方案:一种耐磨电瓷釉,其特征在于它由公 知的电瓷釉料和纳米~亚微米粒径的无机耐磨粒子制备而成,电瓷釉料与纳米~亚微米粒 径的无机耐磨粒子的质量比为100:1~8;上述电瓷釉料按干料质量计。
[0005] 优选地,在上述耐磨电瓷釉中,电瓷釉料与纳米~亚微米粒径的无机耐磨粒子的 质量比为100:3~5。
[0006] 优选地,在上述耐磨电瓷釉中,无机耐磨粒子的粒径为颗粒的中位粒径。
[0007] 优选地,在上述耐磨电瓷釉中,无机耐磨粒子的粒径为0.05微米~0.8微米。
[000引优选地,在上述耐磨电瓷釉中,公知的电瓷釉料为电瓷企业常规使用的栋釉、白釉 中的任意一种或多种按任意配比的组合(所述任意配比是指:原料所占质量百分数的下限 取值大于0%,上限取值小于100%,W下相同)。
[0009] 优选地,在上述耐磨电瓷釉中,无机耐磨粒子为二氧化娃、氧化侣、氧化错、二棚化 铁、碳化娃、碳化铁、碳化鹤中的任意一种或多种按任意配比的组合。
[0010] 上述一种耐磨电瓷釉的制备方法,其特征在于它包括如下步骤:
[0011 ] 1)按公知的电瓷釉料与纳米~亚微米粒径的无机耐磨粒子的质量比为100:1~8, 上述电瓷釉料按干料质量计,选取电瓷釉料和纳米~亚微米粒径的无机耐磨粒子;
[0012] 2)将公知的电瓷釉料和纳米~亚微米粒径的无机耐磨粒子混合,然后加水球磨, 得到耐磨电瓷釉。
[OOU] 步骤2)中,通过调整加水量使耐磨电瓷釉密度在1.48~1.51g/cm3之间。
[0014] 本发明还提供一种制备具有耐磨电瓷釉层的电瓷绝缘子的方法,将W上耐磨电瓷 釉施于电瓷绝缘子表面,经高溫烧结后,即可获得具有耐磨电瓷釉层的电瓷绝缘子。
[0015] 本发明还提供一种具有耐磨电瓷釉层的电瓷绝缘子,其表面覆盖有一层上述耐磨 电瓷釉。
[0016] 所述耐磨釉的制备方法,其特征在于不改变原来制备电瓷釉的工艺,只是在配料 时按比例加入无机耐磨粒子,然后与原来工艺一样进行球磨一-施釉一-干燥一-烧成, 特别是烧成的溫度制度、气氛制度均保持不变。如果原来用氧化焰烧釉则添加二氧化娃、氧 化侣、氧化错等氧化物耐磨粒子(无机耐磨粒子);如果原来用还原焰烧釉则添加碳化娃、碳 化铁、碳化鹤等碳化物耐磨粒子;添加二棚化铁时即可用氧化焰烧成、也可W用还原焰烧 成,但优选在还原焰下烧成。
[0017] 本发明通过添加纳米~亚微米粒径的无机耐磨粒子来提高电瓷釉的耐磨性,其机 理与通过在配方中添加难烙氧化物来提高耐磨性不同。本发明所添加的无机耐磨粒子本质 上无需参与形成釉的成分发生化学反应,它们只是作为弥散相分散在原有的釉质层中。其 机理与很多有机物中添加无机耐磨填料来提高耐磨性类似。因此要求所添加无机耐磨粒子 的粒度应为纳米~亚微米量级,粒径过大不能起到弥散增强的作用,反而会引入微裂纹,降 低釉层的性能。也由于本发明是采取的弥散相增强,因此可W不改变原有的烧成制度,也只 有运样才能保证添加的耐磨粒子能够W弥散相存在。本发明会使原来的电瓷釉浊度增加, 透明性不如W前,但作为工业应用运些不会对其应用带来影响。另外,本发明说添加的无机 耐磨粒子均为典型共价键化合物,具有很好的绝缘性,不会对电瓷的电绝缘性带来不利影 响。
[0018] 本发明的有益效果是:可提高电瓷表面釉层的耐磨性,应对大风沙的恶劣自然环 境,同时避免更改企业现行生产工艺,降低生产成本。
【具体实施方式】
[0019] 为了更好地理解本发明,下面结合实施例进一步阐明本发明的内容,但本发明的 内容不仅仅局限于下面的实施例。
[0020] 需要说明,W下实施例为在实验室中进行,因此一些原料或工艺较为精细,例如使 用的水为蒸馈水。在实际应用中,可W根据本发明的方案进行合理拓展。
[0021] W下实施例中的原釉均来自生产企业,为已经球磨合格的普通釉浆(即电瓷釉 料)。为便于准确配料,在配料前先将普通釉浆进行了干燥得到干燥原釉(即所述电瓷釉料 按干料质量计);然后按比例加入无机耐磨粒子,再加入蒸馈水强力揽拌成为复合釉浆。在 实际应用中,完全可W在釉料配料时即加入无机耐磨粒子,然后再进行磨釉使之成为釉浆。 现有知识表明,纳米~亚微米粒径已经低于工业球磨下限,因此磨釉不会对其粒径做成影 响。
[0022] 实施例中干燥原釉与无机耐磨粒子的比例W无机耐磨粒子添加量表示(表1),表1 中所述添加量是指100质量份干燥原釉(即电瓷釉料按干料质量计)与无机耐磨粒子的质量 tk。如实施例1-1中碳化娃添加量为3,是指100质量份的干燥原釉添加3质量份的碳化娃。实 施例所添加无机耐磨粒子的种类如表1所示。实施例中耐磨釉的制备方法如下:
[0023] 称量:根据表1中无机耐磨粒子添加量分别称取相应的干燥原釉和无机耐磨粒子, 将其倒入揽拌机。所述原釉均来自生产企业,包括栋釉和白釉,分别W它们作为对照例(表 1);所述无机耐磨粒子均为市售产品,表1列出了其中位径。因为原釉为基础组分,而且其组 分为公知,非本发明的发明点所在,本领域技术人员可W根据公知常识,结合相应的工艺需 求,对原釉进行适应性调整。
[0024] 揽拌:在揽拌机中加入适量蒸馈水,揽拌至体系成为均匀浆状,用波美计测试其密 度。通过调整加水量使其密度在1.48~1.51 g/cm3之间。静置10分钟,消除釉浆中的气泡。
[0025] 施釉:与工厂生产一致,采用浸釉法对巧体施釉。所述巧体为工厂生产电瓷绝缘子 用巧料,W模压成型方法加工而成,巧体尺寸:长IOOmmX宽100mm,厚度6mm~10mm。施釉前 经过了干燥处理,表面清洁。运些都与工厂施釉工序一致。
[0026] 烧成:施釉后的样品经干燥后,按照该厂的绝缘子的烧成工艺制度进行烧成,就得 到了相应的耐磨电瓷釉。各实施例烧成条件列于表1,所述烧成条件也是相应对照例的烧成 条件,与工厂现行生产工艺条件一致。
[0027] 耐磨性测试:将烧制好的样品参照《GB/T 3810.7-2006陶瓷砖试验方法第7部分: 有釉砖表面耐磨性的测定》所载方法在600转数下研磨,然后测量每块试样(共5块)的质量 损耗,计算其平均磨损值。实施例W及对照例的平均磨耗值也列于表1,该值越小表明样品 的耐磨性越好。
[002引表1、实施例及对照例的配比、烧成条件和平均磨耗值
[0029]
[0030]
[0031] 从表1所列平均磨耗值可W看到,在原釉中添加所述无机耐磨粒子所得到的釉层 其磨耗值均小于对照组,即提高了釉层的耐磨性。一般地,随着无机耐磨粒子添加量增加磨 耗值减小,耐磨性提高。但并非越多效果越显著,而是存在最佳的添加比例区间。运个比例 区间为100:3~100:5。
[0032] 本发明中添加的耐磨性物质的种类及添加量不限于W上提到的几种情况,凡符合 条件的都能实现本发明;在此不一一列举实施例。
【主权项】
1. 一种耐磨电瓷釉,其特征在于它由电瓷釉料和纳米~亚微米粒径的无机耐磨粒子制 备而成,电瓷釉料与纳米~亚微米粒径的无机耐磨粒子的质量比为100:1~8;上述电瓷釉 料按干料质量计。2. 根据权利要求1所述的一种耐磨电瓷釉,其特征在于:电瓷釉料与纳米~亚微米粒径 的无机耐磨粒子的质量比为100:3~5。3. 根据权利要求1所述的一种耐磨电瓷釉,其特征在于:无机耐磨粒子的粒径为颗粒的 中位粒径。4. 根据权利要求1所述的一种耐磨电瓷釉,其特征在于:无机耐磨粒子的粒径为0.05微 米~0.8微米。5. 根据权利要求1所述的一种耐磨电瓷釉,其特征在于:电瓷釉料为电瓷企业常规使用 的棕釉、白釉中的任意一种或多种按任意配比的组合。6. 根据权利要求1所述的一种耐磨电瓷釉,其特征在于:无机耐磨粒子为二氧化硅、氧 化铝、氧化锆、二硼化钛、碳化硅、碳化钛、碳化钨中的任意一种或多种按任意配比的组合。7. 如权利要求1所述的一种耐磨电瓷釉的制备方法,其特征在于它包括如下步骤: 1) 按电瓷釉料与纳米~亚微米粒径的无机耐磨粒子的质量比为100:1~8,上述电瓷釉 料按干料质量计,选取电瓷釉料和纳米~亚微米粒径的无机耐磨粒子; 2) 将电瓷釉料和纳米~亚微米粒径的无机耐磨粒子混合,然后加水球磨,得到耐磨电 瓷釉。8. 根据权利要求7所述的一种耐磨电瓷釉的制备方法,其特征在于:步骤2)中,通过调 整加水量使耐磨电瓷釉密度在1.48~1.51g/cm 3之间。
【文档编号】C04B41/86GK105924231SQ201610286434
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年5月3日
【发明人】曹宏, 许顺祥, 郭志奇, 季家友, 史亮亮, 薛俊, 陈常连
【申请人】武汉工程大学
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