一种高强度铝质瓷支柱式绝缘子瓷体的制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种高强度铝质瓷支柱式绝缘子瓷体的制备方法。该高强度铝质瓷支柱式绝缘子瓷体的制备方法，包括以下步骤：将焦宝石、工业氧化铝粉、长石及增塑剂，配成原料；向上述原料中加入适量的水，然后进行碾磨，得到混合均匀的原料浆料；将上述原料浆料进行干燥，然后对干燥后的原料浆料进行挤制，获得料泥，将料泥装入模具内成型，得到成型的坯体，将成型的坯体进行干燥，得到烧结用生坯；在上述生坯表面涂以釉层，然后对涂有釉层的生坯进行烧结，冷却后即可得到高强度铝质瓷支柱式绝缘子瓷体。根据本发明所提供的高强度铝质瓷支柱式绝缘子瓷体的制备方法制得的绝缘子瓷体力学性能优良、具有更长的使用寿命和更高的可靠性。
【专利说明】一种高强度铝质瓷支柱式绝缘子瓷体的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高强度铝质瓷支柱式绝缘子瓷体的制备方法，属于高压输电设备制造领域。
【背景技术】
[0002]支柱式瓷绝缘子是输电线路和变电站的重要组成部分，主要用于发电厂、变电站母线等的绝缘和机械固定以及作为隔离开关等的组成部件。它一般由实心瓷体和上、下金属附件通过水泥胶装组成。作为绝缘子主体部分的瓷体，其特性和质量直接决定了绝缘子运行的可靠性。而大多数瓷体无固有形变能且韧性极低，在复杂应力作用下，很小的不连续的应カ极有可能造成整个截面的脆断。
[0003]目前，在役绝缘子由于长期处于露天环境中，工作环境恶劣，受外界影响因素很多，例如风、雨、冰雹、雪、日晒和气候温差的变化都使得瓷体的附加应力増大。据国家电カ公司统计，因瓷体断裂引起的供电事故目前已成为电カ系统故障率的第一位，给エ业生产和人民生活造成了巨大的损失和影响。
[0004]因此，制备ー种力学性能优良、使用寿命长、可靠性高的支柱式绝缘子瓷体是本领域亟待解决的问题之ー。
【发明内容】
[0005]为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种高强度铝质瓷支柱式绝缘子瓷体的制备方法，该制备方法简单易行，成本低廉，可提高瓷体的力学性能。
[0006]本发明的目的还在于提供一种高强度铝质瓷支柱式绝缘子瓷体，其选用氧化铝含量高，铁、钛等杂质含量低的铝质瓷为瓷体，相对于其它种类的瓷体具有更高的力学性能，具有更长的使用寿命和更高的可靠性。
[0007]为了达到上述目的，本发明首先提供了一种高强度铝质瓷支柱式绝缘子瓷体的制备方法，其包括以下步骤:
[0008]步骤ー:按重量百分比，将焦宝石70%_90%、エ业氧化铝粉5%_22%、长石3%_5%及增塑剂1%_3%，配成原料，各原料组分重量百分比之和为100% ；
[0009]步骤二:向上述原料中加入适量的水，然后进行碾磨，得到混合均匀的原料浆料；
[0010]步骤三:将上述原料浆料置于60°C -90°C下进行干燥，然后对干燥后的原料浆料进行挤制，获得料泥，将料泥装入模具内成型，得到成型的坯体，将成型的坯体在90-150°C下进行干燥，得到烧结用生坯；
[0011]步骤四:在上述生坯表面涂以釉层，然后在1150°C -1400°c下对涂有釉层的生坯进行烧结，冷却后即可得到高強度铝质瓷支柱式绝缘子瓷体。
[0012]在本发明提供的高强度铝质瓷支柱式绝缘子瓷体的制备方法中，优选的，所述焦宝石、エ业氧化铝粉、长石的粒径均为能够通过300-600目的网筛。
[0013]根据本发明的具体实施方案，优选的，所述长石为钾长石、钙长石、中长石、拉长石和钠长石中的ー种或几种的组合。
[0014]在本发明提供的高強度铝质瓷支柱式绝缘子瓷体的制备方法中，优选的，所述焦宝石的Al2O3质量含量≥44%，Fe2O3质量含量≤1.5%。
[0015]在本发明提供的高強度铝质瓷支柱式绝缘子瓷体的制备方法中，优选的，所述增塑剂为酚醛树脂、聚乙烯醇和聚乙二醇中的一种或几种的组合。
[0016]在本发明提供的上述绝缘子瓷体的制备方法中，优选的，所述步骤二中加入水的量为原料质量的15%-30%。
[0017]在本发明提供的上述绝缘子瓷体的制备方法中，优选的，所述步骤二中碾磨时间为2-8小时。
[0018]在本发明提供的上述绝缘子瓷体的制备方法中，优选的，所述步骤三中对原料浆料进行干燥至原料浆料的含水率为5wt%-10wt%。
[0019]本发明还提供了一种高强度铝质瓷支柱式绝缘子瓷体，其是由上述绝缘子瓷体的制备方法制备得到的。
[0020]本发明所提供的高強度铝质瓷支柱式绝缘子瓷体及其制备方法与现有的支柱式绝缘子瓷体相比，具有如下优点:
[0021]1、本发明的高強度铝质瓷支柱式绝缘子瓷体，选用氧化铝含量高，铁、钛等杂质含量低的铝质瓷为瓷体，相对于其它种类的瓷体具有更高的力学性能，具有更长的使用寿命和更高的可靠性。
[0022]2、本发明的高強度铝质瓷支柱式绝缘子瓷体的制备方法，采用了氧化铝含量较高、铁氧化物含量较低的焦宝石作为主要原料，同时选用原料的粒度较细，缩短了碾磨时间。
[0023]3、本发明的高强度铝质瓷支柱式绝缘子瓷体的制备方法中烧结后的瓷体中氧化铝含量高，晶粒粒径较小，可提高瓷体的力学性能。
[0024]4、本发明的高強度铝质瓷支柱式绝缘子瓷体，选用价格较低的焦宝石作为主要原料，大大降低了其生产成本。
【具体实施方式】
[0025]为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
[0026]实施例1
[0027]本实施例首先提供了一种高强度铝质瓷支柱式绝缘子瓷体的制备方法，其包括以下步骤:
[0028]步骤ー:按重量百分比，将焦宝石70%、エ业氧化铝粉22%、钾长石5%及酚醛树脂3%混合，配成原料；
[0029]步骤二:向上述原料中加入占原料质量15%的水，然后进行碾磨，碾磨2小时，得到混合均匀的原料浆料；
[0030]步骤三:将上述原料浆料置于60°C下进行干燥，待水分降至原料浆料质量的5%后，采用真空挤泥机对原料浆料进行挤制，获得料泥，将料泥装入模具内成型，得到成型的坯体，将成型的坯体在90°C下进行干燥，得到烧结用生坯；[0031]步骤四:在上述生坯表面涂以釉层，然后进入窑炉在1400°C下对涂有釉层的生坯进行烧结，冷却后即可得到高強度铝质瓷支柱式绝缘子瓷体。
[0032]本实施例还提供了一种高强度铝质瓷支柱式绝缘子瓷体，其是由上述制备方法制备得到的。
[0033]对本实施例所制备的高強度铝质瓷支柱式绝缘子瓷体按照“精细陶瓷弯曲强度试验方法(GB/T6569-2006)”进行弯曲強度测试，按照“陶瓷坯体显气孔率、体积密度测试方法(QB/T1642-2012)”进行显气孔率的测试，测试结果为:本实施例制得的高強度铝质瓷支柱式绝缘子瓷体的弯曲强度为190MPa，显气孔率为1.7%。 [0034]实施例2
[0035]本实施例首先提供了一种高强度铝质瓷支柱式绝缘子瓷体的制备方法，其包括以下步骤:
[0036]步骤ー:按重量百分比，将焦宝石90%、エ业氧化铝粉5%、钠长石3%及聚乙烯醇2%混合,配成原料；
[0037]步骤二:向上述原料中加入占原料质量30%的水，然后进行碾磨，碾磨8小时，得到混合均匀的原料浆料；
[0038]步骤三:将上述原料浆料置于90°C下进行干燥，待水分降至原料浆料质量的10%后，采用真空挤泥机对原料浆料进行挤制，获得料泥，将料泥装入模具内成型，得到成型的坯体，将成型的坯体在100°c下进行干燥，得到烧结用生坯；
[0039]步骤四:在上述生坯表面涂以釉层，然后进入窑炉在1150°C下对涂有釉层的生坯进行烧结，冷却后即可得到高強度铝质瓷支柱式绝缘子瓷体。
[0040]本实施例还提供了一种高强度铝质瓷支柱式绝缘子瓷体，其是由上述制备方法制备得到的。
[0041]对本实施例所制备的高強度铝质瓷支柱式绝缘子瓷体按照“精细陶瓷弯曲强度试验方法(GB/T6569-2006)”进行弯曲強度测试，按照“陶瓷坯体显气孔率、体积密度测试方法(QB/T1642-2012)”进行显气孔率的测试，测试结果为:本实施例制得的高強度铝质瓷支柱式绝缘子瓷体的弯曲强度为194MPa，显气孔率为1.9%。
[0042]实施例3
[0043]本实施例首先提供了一种高强度铝质瓷支柱式绝缘子瓷体的制备方法，其包括以下步骤:
[0044]步骤ー:按重量百分比，将焦宝石80%、エ业氧化铝粉13.5%、钙长石4%及聚乙二醇
2.5%混合，配成原料；
[0045]步骤二:向上述原料中加入占原料质量25%的水，然后进行碾磨，碾磨6小时，得到混合均匀的原料浆料；
[0046]步骤三:将上述原料浆料置于80°C下进行干燥，待水分降至原料浆料质量的8%后，采用真空挤泥机对原料浆料进行挤制，获得料泥，将料泥装入模具内成型，得到成型的坯体，将成型的坯体在110°C下进行干燥，得到烧结用生坯；
[0047]步骤四:在上述生坯表面涂以釉层，然后进入窑炉在1300°C下对涂有釉层的生坯进行烧结，冷却后即可得到高強度铝质瓷支柱式绝缘子瓷体。
[0048]本实施例还提供了一种高强度铝质瓷支柱式绝缘子瓷体，其是由上述制备方法制备得到的。
[0049]对本实施例所制备的高強度铝质瓷支柱式绝缘子瓷体按照“精细陶瓷弯曲强度试验方法(GB/T6569-2006)”进行弯曲強度测试，按照“陶瓷坯体显气孔率、体积密度测试方法(QB/T1642-2012)”进行显气孔率的测试，测试结果为:本实施例制得的高強度铝质瓷支柱式绝缘子瓷体的弯曲强度为185MPa，显气孔率为2.1%。
[0050]实施例4
[0051]本实施例首先提供了一种高强度铝质瓷支柱式绝缘子瓷体的制备方法，其包括以下步骤:
[0052]步骤一:按重量百分比，将焦宝石85%、エ业氧化招粉10%、拉长石4%及聚乙烯醇1%混合，配成原料；
[0053]步骤二:向上述原料中加入占原料质量30%的水，然后进行碾磨，碾磨4小时，得到混合均匀的原料浆料；
[0054]步骤三:将上述原料浆料置于85°C下进行干燥，待水分降至原料浆料质量的10%后，采用真空挤泥机对原料浆料进行挤制，获得料泥，将料泥装入模具内成型，得到成型的坯体，将成型的坯体在150°C下进行干燥，得到烧结用生坯；
[0055]步骤四:在 上述生坯表面涂以釉层，然后进入窑炉在1250°C下对涂有釉层的生坯进行烧结，冷却后即可得到高強度铝质瓷支柱式绝缘子瓷体。
[0056]本实施例还提供了一种高强度铝质瓷支柱式绝缘子瓷体，其是由上述制备方法制备得到的。
[0057]对本实施例所制备的高強度铝质瓷支柱式绝缘子瓷体按照“精细陶瓷弯曲强度试验方法(GB/T6569-2006)”进行弯曲強度测试，按照“陶瓷坯体显气孔率、体积密度测试方法(QB/T1642-2012)”进行显气孔率的测试，测试结果为:本实施例制得的高強度铝质瓷支柱式绝缘子瓷体的弯曲强度为189MPa，显气孔率为1.8%。
[0058]实施例5
[0059]本实施例首先提供了一种高强度铝质瓷支柱式绝缘子瓷体的制备方法，其包括以下步骤:
[0060]步骤ー:按重量百分比，将焦宝石75%、エ业氧化铝粉19%、中长石4%及酚醛树脂2%混合，配成原料；
[0061]步骤二:向上述原料中加入占原料质量20%的水，然后进行碾磨，碾磨6小时，得到混合均匀的原料浆料；
[0062]步骤三:将上述原料浆料置于70°C下进行干燥，待水分降至原料浆料质量的7%后，采用真空挤泥机对原料浆料进行挤制，获得料泥，将料泥装入模具内成型，得到成型的坯体，将成型的坯体在120°C下进行干燥，得到烧结用生坯；
[0063]步骤四:在上述生坯表面涂以釉层，然后进入窑炉在1350°C下对涂有釉层的生坯进行烧结，冷却后即可得到高強度铝质瓷支柱式绝缘子瓷体。
[0064]本实施例还提供了一种高强度铝质瓷支柱式绝缘子瓷体，其是由上述制备方法制备得到的。
[0065]对本实施例所制备的高強度铝质瓷支柱式绝缘子瓷体按照“精细陶瓷弯曲强度试验方法(GB/T6569-2006)”进行弯曲強度测试，按照“陶瓷坯体显气孔率、体积密度测试方法(QB/T1642-2012)”进行显气孔率的测试，测试结果为:本实施例制得的高強度铝质瓷支柱式绝缘子瓷体的弯曲强度为187MPa，显气孔率为2.0%。
[0066]上述实验数据表明，本发明制备的高強度铝质瓷支柱式绝缘子瓷体具有更高的力学性能，更好的致密程度，这进ー步提高了其机械强度，从而达到了延长使用寿命，提高安全可靠性的目的。`
【权利要求】
1.一种高强度铝质瓷支柱式绝缘子瓷体的制备方法，其包括以下步骤: 步骤ー:按重量百分比，将焦宝石70%-90%、エ业氧化铝粉5%-22%、长石3%-5%及增塑剂1%-3%，配成原料，各原料组分重量百分比之和为100% ； 步骤二:向上述原料中加入适量的水，然后进行碾磨，得到混合均匀的原料浆料； 步骤三:将上述原料浆料置于60°C -90°C下进行干燥，然后对干燥后的原料浆料进行挤制，获得料泥，将料泥装入模具内成型，得到成型的坯体，将成型的坯体在90-150°C下进行干燥，得到烧结用生坯； 步骤四:在上述生坯表面涂以釉层，然后在1150°C -1400°C下对涂有釉层的生坯进行烧结，冷却后即可得到高強度铝质瓷支柱式绝缘子瓷体。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述焦宝石、エ业氧化铝粉、长石的粒径均为能够通过300-600目的网筛。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，所述长石为钾长石、钙长石、中长石、拉长石和钠长石中的一种或几种的组合。
4.根据权利要求1或 2所述的制备方法，其中，所述焦宝石的Al2O3质量含量>44%，Fe2O3质量含量< 1.5%。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述增塑剂为酚醛树脂、聚乙烯醇和聚こ二醇中的ー种或几种的组合。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述步骤二中加入水的量为原料质量的15%-30%。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述步骤二中碾磨时间为2-8小吋。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述步骤三中对原料浆料进行干燥至原料浆料的含水率为5wt%-10wt%。
9.一种高强度铝质瓷支柱式绝缘子瓷体，其是由权利要求1-8中任一项所述的制备方法制得的。
【文档编号】C04B33/13GK103553567SQ201310529773
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年10月31日 优先权日:2013年10月31日
【发明者】蔡文河, 赵卫东, 匡健磊, 曾燕屏, 曹文斌 申请人:国家电网公司, 华北电力科学研究院有限责任公司, 北京科技大学