本发明涉及材料领域，具体而言，涉及一种用于高压陶瓷的半导体釉及其制备方法。
背景技术：
半导体釉是一种用于高压陶瓷而具有特殊性能的釉，其表面电阻率介于绝缘体与导体之间。该釉通常是在普通电瓷釉中加入一定量(约30％)的导电性金属氧化物或化合物构成。形成的显微结构与普通釉不同，在半导体釉中除了含有大量的玻璃相及少量气泡外，还含有各种形态的导电结晶或固溶体，这些导电相贯穿于玻璃基质之间，构成不间断的导电网络。
由于高压陶瓷特殊的工作环境，对于附着于高压陶瓷表面的半导体釉的性能也有一些特殊的要求，要求其具有良好的电性能、耐腐蚀性以及抗污性能。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种用于高压陶瓷的半导体釉，该半导体釉料具有良好的电性能、耐腐蚀性以及抗污性能。
本发明的另一目的在于提供一种用于高压陶瓷的半导体釉的制备方法，该方法简单易行，操作性强。
为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：
一种用于高压陶瓷的半导体釉，以重量份计，包括：
SiO2 20-35份；MgO 12-23份；BaCO32-4份；Al2O3 5-10份；Sb2O3 10-12份；K2O 12-18份；Na2O 13-17份；SnO20-30份；MnO 3.5-5.5份；CUO 2.5-4.5份；Cr2O3 4.5-5.5份。
一种上述的用于高压陶瓷的半导体釉的制备方法，包括以下步骤：
将各个原料准确称量后混合均匀，在1000-1200℃熔融1.5-2小时，得到熔融液，将熔融液水淬后，得到块状釉料。
本发明的有益效果是：
本发明提供的一种用于高压陶瓷的半导体釉，以重量份计，包括：SiO2 20-35份；MgO 12-23份；BaCO32-4份；Al2O3 5-10份；Sb2O3 10-12份；K2O 12-18份；Na2O 13-17份；SnO20-30份；MnO 3.5-5.5份；CUO 2.5-4.5份；Cr2O3 4.5-5.5份。该半导体釉料具有良好的电性能、耐腐蚀性以及抗污性能。
本发明提供的一种上述的用于高压陶瓷的半导体釉的制备方法，包括以下步骤：将各个原料准确称量后混合均匀，在1000-1200℃熔融1.5-2小时，得到熔融液，将熔融液水淬后，得到块状釉料。该方法简单易行，操作性强。该方法简单易行，操作性强。
具体实施方式
本发明发现，将SiO2、MgO、BaCO3、Al2O3、Sb2O3、K2O、Na2O、SnO、MnO、CUO以及Cr2O3几种成分进行配伍，能够形成良好的半导体釉，具有优异的电性能。采用该配方制成的半导体釉料涂覆在高压陶瓷的外表面，具有较高的硬度，能够有效地保护高压陶瓷，避免和外界发生电化腐蚀，提高整个高压陶瓷的耐腐蚀性。并且通过涂覆这种半导体釉料，有利于提高整个高压陶瓷的抗污能力。
本发明一方面涉及一种用于高压陶瓷的半导体釉，包括：
SiO2；
SiO2，常温下为固体，不溶于水。不溶于酸，但溶于氢氟酸及热浓磷酸，能和熔融碱类起作用。自然界中存在有结晶二氧化硅和无定形二氧化硅两种。
在一些实施方式中，上述的SiO2可以采用石英、方石英、鳞石英、花岗岩、砂岩或者黑硅岩代替。
SnO和Sb2O3；
氧化锑为白色立方晶体，溶于盐酸、酒石酸，不溶于水与醋酸。Sn0本身就是一种半导体氧化物，但锡石在釉中的反应活性很低，难以熔入釉熔体中，在锡石中加入氧化锑形成锡锑固溶体的目的就是提高反应活性，烧成时部分固溶体可以熔入玻璃熔体，冷却时则以极微细的尺寸(仅o.Oltim)的锡石晶体形式析出，这样就使锡石晶粒之间薄薄的、原本绝缘的基质玻璃也具有让载流子通过的能力，即较容易地形成了载流子的通道。
K2O；
K2O是无色立方晶体。密度2.32g/cm3，350℃分解，易潮解，易溶于水并跟水化合生成氢氧化钾。
在一些实施方式中，上述的K2O可以用氢氧化钾、硫酸钾、硝酸钾、氯酸钾或者红矾钾代替。
Na2O；
Na2O是白色无定形片状或粉末。对湿敏感。在暗红炽热时熔融，遇水起剧烈化合反应，形成氢氧化钠。相对密度2.27。不燃，具腐蚀性、强刺激性。
BaCO3；
碳酸钡，是六角形微细晶体或白色粉末。难溶于水，密度4.43g/cm3，熔点1740℃。1450℃分解，放出二氧化碳。微溶于含有二氧化碳的水，也溶于氯化铵或硝酸铵溶液生成络合物，溶于盐酸、硝酸放出二氧化碳。
MgO；
氧化镁是碱性氧化物,具有碱性氧化物的通性，属于胶凝材料。白色粉末，无臭、无味、无毒，是典型的碱土金属氧化物，。白色粉末，熔点为2852℃，沸点为3600℃。溶于酸和铵盐溶液，不溶于酒精。
在一些实施方式中，上述的MgO可以用菱镁矿、白云石、卤水或卤块代替。
Al2O3；
氧化铝是铝和氧的化合物，难溶于水的白色固体，无臭、无味、质极硬，易吸潮而不潮解。两性氧化物，能溶于无机酸和碱性溶液中，几乎不溶于水及非极性有机溶剂，熔点2050℃。
在一些实施方式中，上述的Al2O3可以用矾土代替。
MnO；
草绿色立方晶体或有金属光泽的绿色等轴八面体晶体。不溶于水,易溶于酸和氯化铵溶液。在空气中加热生成Mn3O4,在隔绝空气中加热则熔化,熔点1650℃。MnO的加入有助于提高整个半导体釉的耐腐蚀性。
CUO；
CuO是一种铜的黑色氧化物，略显两性，稍有吸湿性。密度为6.3～6.9g/cm3，熔点1026℃。不溶于水和乙醇，溶于酸、氯化铵及氰化钾溶液，氨溶液中缓慢溶解，能与强碱反应。CUO的加入有助于提高整个半导体釉的抗污力。
Cr2O3；
Cr2O3是一种半导体金属氧化物，是浅绿至深绿色细小六方结晶。灼热时变棕色，冷后仍变为绿色。结晶体极硬。极稳定，即使在红热下通入氢气亦无变化。溶于加热的溴酸钾溶液，微溶于酸类和碱类，几乎不溶于水、乙醇和丙酮。
在一些实施方式中，本发明的用于高压陶瓷的半导体釉，以重量份计，SiO2 20-35份；MgO 12-23份；BaCO32-4份；Al2O3 5-10份；Sb2O3 10-12份；K2O 12-18份；Na2O 13-17份；SnO20-30份；MnO 3.5-5.5份；CUO 2.5-4.5份；Cr2O3 4.5-5.5份。
在一些实施方式中，本发明的无铅陶瓷釉料，以重量份计，SiO2 25-30份；MgO 15-20份；BaCO32.5-3.5份；Al2O3 6-8份；Sb2O3 10.5-11.5份；K2O 15-17份；Na2O 14-16份；SnO23-27份；MnO 4-5份；CUO 3-4份；Cr2O3 4.7-5.2份。
在一些实施方式中，本发明的无铅陶瓷釉料，以重量份计，SiO2 27-29份；MgO 16-18份；BaCO32.8-3.0份；Al2O3 6.5-7.5份；Sb2O3 10.8-11.2份；K2O 15.5-16.5份；Na2O 14.5-15.5份；SnO25-26份；MnO 4.2-4.8份；CUO 3.4-3.8份；Cr2O34.8-5.1份。
在一些实施方式中，本发明的无铅陶瓷釉料，以重量份计，SiO2 69份；SiO2 28份；MgO 17份；BaCO32.9份；Al2O3 7份；Sb2O3 11份；K2O 16份；Na2O 15份；SnO25.5份；MnO 4.5份；CUO 3.5份；Cr2O3 5份。
本发明另一方面涉及本用于高压陶瓷的半导体釉的制备方法，包括以下步骤：
准确称量上述的各个原料，球磨后、过100-200目筛；
将过筛得到的粉末混合均匀后在加热炉中进行熔融煅烧，首先从室温升温至800-900℃，保温0.5-1小时，进行熔炼；
然后升温至1000-1200℃，保温1.5-2小时，进行熔融。
熔融结束后，将熔融液进行水淬，得到块状釉料。
将块状釉料和水进行球磨，细度控制在万孔筛余0.02份；
对球磨得到的釉浆进行干燥除杂。
在一些实施方式中，将块状釉料和水进行球磨时，可选地，还可以加入高岭土。
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或者制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过商购获得的常规产品。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例1
本实施例提供的一种用于高压陶瓷的半导体釉，以重量份计，包括：
SiO2 20份；MgO 12份；BaCO32份；Al2O3 5份；Sb2O3 10份；K2O 12份；Na2O 13份；SnO20份；MnO 3.5份；CUO 2.5份；Cr2O3 4.5份。
该半导体釉是这样制备的：
准确称量上述的各个原料，球磨后，过100目筛；将过筛得到的粉末混合均匀后在加热炉中进行熔融煅烧，首先从室温升温至800℃，保温0.5小时，进行熔炼；然后升温至1000℃，保温1.5小时，进行熔融。熔融结束后，将熔融液进行水淬，得到块状釉料，将块状釉料和水进行球磨，细度控制在万孔筛余0.02份；对球磨得到的釉浆进行干燥除杂。
实施例2
本实施例提供的一种用于高压陶瓷的半导体釉，以重量份计，包括：
SiO2 35份；MgO 23份；BaCO34份；Al2O3 10份；Sb2O3 12份；K2O 18份；Na2O 17份；SnO30份；MnO 5.5份；CUO 4.5份；Cr2O3 5.5份。
该半导体釉是这样制备的：
准确称量上述的各个原料，球磨后，过200目筛；将过筛得到的粉末混合均匀后在加热炉中进行熔融煅烧，首先从室温升温至900℃，保温1小时，进行熔炼；然后升温至1200℃，保温2小时，进行熔融。熔融结束后，将熔融液进行水淬，得到块状釉料，将块状釉料和水进行球磨，细度控制在万孔筛余0.02份；对球磨得到的釉浆进行干燥除杂。
实施例3
本实施例提供的一种用于高压陶瓷的半导体釉，以重量份计，包括：
SiO2 25份；MgO 15份；BaCO32.5份；Al2O3 6份；Sb2O3 10.5份；K2O 15份；Na2O 14份；SnO23份；MnO 4份；CUO 3份；Cr2O3 4.7份。
该半导体釉是这样制备的：
准确称量上述的各个原料，球磨后，过150目筛；将过筛得到的粉末混合均匀后在加热炉中进行熔融煅烧，首先从室温升温至850℃，保温0.6小时，进行熔炼；然后升温至1050℃，保温1.6小时，进行熔融。熔融结束后，将熔融液进行水淬，得到块状釉料，将块状釉料和水进行球磨，细度控制在万孔筛余0.02份；对球磨得到的釉浆进行干燥除杂。
实施例4
本实施例提供的一种用于高压陶瓷的半导体釉，以重量份计，包括：
SiO2 35份；MgO 23份；BaCO34份；Al2O3 10份；Sb2O3 12份；K2O 18份；Na2O 17份；SnO30份；MnO 5.5份；CUO 4.5份；Cr2O3 5.5份。
该半导体釉是这样制备的：
准确称量上述的各个原料，球磨后，过160目筛；将过筛得到的粉末混合均匀后在加热炉中进行熔融煅烧，首先从室温升温至860℃，保温0.7小时，进行熔炼；然后升温至1100℃，保温1.6小时，进行熔融。熔融结束后，将熔融液进行水淬，得到块状釉料，将块状釉料和水进行球磨，细度控制在万孔筛余0.02份；对球磨得到的釉浆进行干燥除杂。
实施例5
本实施例提供的一种用于高压陶瓷的半导体釉，以重量份计，包括：
SiO2 27份；MgO 16份；BaCO32.8份；Al2O3 6.5份；Sb2O3 10.8份；K2O 15.5份；Na2O 14.5份；SnO25份；MnO 4.2份；CUO 3.4份；Cr2O34.8份。
该半导体釉是这样制备的：
准确称量上述的各个原料，球磨后，过170目筛；将过筛得到的粉末混合均匀后在加热炉中进行熔融煅烧，首先从室温升温至870℃，保温0.9小时，进行熔炼；然后升温至1150℃，保温1.8小时，进行熔融。熔融结束后，将熔融液进行水淬，得到块状釉料，将块状釉料和水进行球磨，细度控制在万孔筛余0.02份；对球磨得到的釉浆进行干燥除杂。
实施例6
本实施例提供的一种用于高压陶瓷的半导体釉，以重量份计，包括：
SiO2 28份；MgO 17份；BaCO32.9份；Al2O3 7份；Sb2O3 11份；K2O 16份；Na2O 15份；SnO25.5份；MnO 4.5份；CUO 3.5份；Cr2O3 5份。
该半导体釉是这样制备的：
准确称量上述的各个原料，球磨后，过180目筛；将过筛得到的粉末混合均匀后在加热炉中进行熔融煅烧，首先从室温升温至880℃，保温0.85小时，进行熔炼；然后升温至1160℃，保温1.7小时，进行熔融。熔融结束后，将熔融液进行水淬，得到块状釉料，将块状釉料和水进行球磨，细度控制在万孔筛余0.02份；对球磨得到的釉浆进行干燥除杂。
实施例7
本实施例提供的一种用于高压陶瓷的半导体釉，以重量份计，包括：
SiO2 29份；MgO 18份；BaCO33.0份；Al2O3 7.5份；Sb2O3 11.2份；K2O 16.5份；Na2O 15.5份；SnO26份；MnO 4.8份；CUO 3.8份；Cr2O35.1份。
该半导体釉是这样制备的：
准确称量上述的各个原料，球磨后，过190目筛；将过筛得到的粉末混合均匀后在加热炉中进行熔融煅烧，首先从室温升温至890℃，保温0.95小时，进行熔炼；然后升温至1190℃，保温1.65小时，进行熔融。熔融结束后，将熔融液进行水淬，得到块状釉料，将块状釉料和水进行球磨，细度控制在万孔筛余0.02份；对球磨得到的釉浆进行干燥除杂。
对比例1
一种半导体釉，以重量份计，包括：膨润土15份；二氧化碳28份；珍珠岩25份；氧化铁25份；石灰石8份；石英7份；氧化铝12份；氧化镁28份。
对比例2
一种半导体釉，以质量百分比计，包括：TiO2 5％；Fe2O3 18％；Cr2O3 4％；余量为基础釉。
实验例：
考察实施例1-7制备的用于高压陶瓷的半导体釉的电性能、耐腐蚀性；硬度；以及抗污能力。
1、硬度
根据GBT 3297-1982提供的陶瓷器釉面维氏硬度测定方法对实施例1-7提供用于高压陶瓷的半导体釉的的硬度进行测试。负荷1公斤；压痕对角线长度d为1毫米。实验结果见表1。
表1硬度实验结果
由表1可以看出，实施例1-7提供的半导体釉均具有较高的硬度，因此将该半导体釉涂覆于高温陶瓷的表面，能够有效地保护高温陶瓷，有助于提高整个高温陶瓷的耐腐蚀性。
2、对实施例1-7制备的用于高压陶瓷的半导体釉的电性能进行考察。实验结果见表2。
表2电性能结果
由表2可以看出，实施例1-7制得的半导体釉的电性能明显高于普通的半导体釉的电性能。
3、对实施例1-7制备的半导体釉的抗污能力进行考察。
采用实施例1-7和对比例1和2制得的半导体釉，对陶瓷进行施釉、干燥、烧结，分别得到产品，在相同的环境下使用3个月，考察抗污能力。
观察实施例1-7和对比例1和2制得的产品，采用实施例1-7的半导体釉制得的陶瓷产品的表面光滑，使用3个月后表面无明显变化，基本无油污。
对比例1制得的釉料制得的陶瓷产品表面光滑，使用3个月后表面变得粗糙、油污积聚。
对比例2制得的釉料制得的陶瓷产品表面光滑，使用3个月后表面变得粗糙、油污积聚。
4、对实施例1-7制备的半导体釉的抗腐蚀能力进行考察。
采用实施例1-7和对比例1和2制得的半导体釉，对陶瓷进行施釉、干燥、烧结，分别得到产品，在相同的环境下使用12个月，考察抗腐蚀能力。
观察实施例1-7和对比例1和2制得的产品，采用实施例1-7的半导体釉制得的陶瓷产品的表面光滑，使用12个月后表面无明显变化，没有被腐蚀的现象。
对比例1制得的釉料制得的陶瓷产品表面光滑，使用12个月后表面有小斑点。
对比例2制得的釉料制得的陶瓷产品表面光滑，使用12个月后表面有小斑点。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。