本发明属于电瓷釉料制备，具体涉及一种电瓷半导体釉料及其制备方法。
背景技术：
1、电瓷，即电工陶瓷，是一种瓷质的电绝缘材料，具有良好的绝缘性和机械强度。电瓷是以铝矾土、高岭土和长石等天然矿物为主要原料，通过高温烧制而得，可用于电力工业系统的瓷绝缘子，包括种线路绝缘子和电站电器用绝缘子，以及其它带电体隔离或支持用的绝缘部件。电瓷在电力工业系统中主要起到支持和绝缘作用，因此，对其机械性能、电气性能、耐环境性能(冷热、抗污、抗老化)等方面均具有较高的要求。
2、特别是在自然环境中，存在大量灰尘和鸟粪等污染物，而且工业污染也越来越严重，很多污染物会附着在电瓷表面，在干燥情况下，这些污染物的电阻较大，对运行安全性的影响不大，但当空气湿度比较大的时候，这些污染物被湿润，表面导电率迅速增大，在工频电压下会发生闪络。为了改善电瓷的抗污性，通常在电瓷表面施釉，但是简单施釉对于机械性能、电气性能等几乎没有任何改善。
3、半导体釉是一种用于高压电磁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，通常是在普通电瓷釉中加入一定量导电性金属氧化物或化合物制成。半导体釉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。
4、专利cn106630634b公开了高压瓷绝缘半导体釉，含有如下质量配比的组分：高钾低铁长石25～35份，坯泥8～14份，东胜土4～10份，锻滑石1～4份，石英粉20～30份，碳酸钡2～4份，氧化铁红12～18份，氧化铬绿1～3份，二氧化钛9～12份，锂辉石1～2份。该专利技术的半导体釉结构稳定性高，表面细腻，表面有光泽，且降低共熔点，提高熔解效率；同时，采用东胜土和坯泥，提高半导体釉浆的上釉后的结合能力。但是，该专利技术对机械性能的改善能力有限，仍有很大进步空间。
5、专利申请cn102531705a公开了一种适用于低局放、大爬距变压器瓷套用半导体釉，可以解决变压器用瓷套表面绝缘电阻值偏大，降低变压器使用中局部电放指数，提高防污闪能力等。它是将几种半导体金属氧化物按一定的比例加入到基础釉中，具体包括二氧化钛、三氧化二铁、三氧化二铬等，本发明的施釉工艺为浸釉-抹釉-喷釉-喷砂-喷釉-烧成的施釉工艺。该专利申请改善釉的导电性能，改良釉的熔融性质，降低热膨胀系数并与普通釉相匹配，达到提高机械强度的目的，同时釉面光洁，具有抗老化能力，使用寿命长等特点。但是该专利申请耐冷热性能较差，无法适应电瓷室外使用环境。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种电瓷半导体釉料及其制备方法，施釉后明显改善电瓷的电气性能、机械性能和耐冷热性能。
2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
3、一种电瓷半导体釉料，是由以下重量份的原料混合制成的：钾长石30～35份，高岭土25～30份，石英粉20～25份，煅烧滑石8～10份，球粘土8～10份，钛酸钡5～7份，氧化铟锡3～5份，锶钽氧氮化物3～5份，纳米氧化锌3～5份，微米级三氧化二铝3～5份，氧化锆纳米线3～5份，cati2o5纳米颗粒2～3份。
4、优选的，钾长石、高岭土、石英粉、煅烧滑石、球粘土的粒径均为0.5～1mm，所述微米级三氧化二铝的粒径为1μm。
5、优选的，所述微米级三氧化二铝与氧化锆纳米线为复合物结构，是通过以下方法制备得到的：先将四氯化锆利用去离子水配制成2～3mol/l四氯化锆水溶液，接着利用质量浓度15～20％氨水溶液调节ph＝8～9，接着倒入石英粉，在3～4mpa条件下，400～500w微波辐照15～20分钟，自然冷却至室温，过滤取固体，洗涤，干燥，即得。
6、优选的，所述锶钽氧氮化物是通过以下方法制备得到的：先将碳酸锶、五氧化二钽与尿素加入无水乙醇中搅拌混匀，球磨，干燥，得到前驱体；然后将前驱体在氮气气氛下煅烧，即得；其中，碳酸锶、五氧化二钽和尿素的摩尔比为2：1：1，无水乙醇的用量为碳酸锶质量的8～10倍。
7、进一步优选的，球磨所采用的球磨珠材质为氧化锆，球磨时间为3～4小时。
8、进一步优选的，煅烧的工艺条件为：900～1000℃煅烧5～6小时。
9、优选的，所述cati2o5纳米颗粒是通过以下方法制备得到的：先将钛酸四异丙酯搅拌分散于无水乙醇中，得到a溶液；再将五水氯化钙加入体积浓度1～2％乙醇水溶液中，搅拌分散均匀，得到b溶液；然后边搅拌边将b溶液加入a溶液中，搅拌混匀，利用质量浓度10～15％盐酸水溶液调节ph＝4.6～4.8，升温至220～240℃，保温搅拌10～12小时，离心取沉淀，水洗，即得；其中，钛酸四异丙酯、无水乙醇、无水氯化钙、乙醇水溶液的质量比为1：4～5：0.2：4～5。
10、上述一种电瓷半导体釉料的制备方法，具体步骤如下：
11、(1)先将配方量的各原料充分混合，得到混合料，接着将混合料转移至高温炉中，升温至1400～1500℃，保温处理，迅速冷却至室温，得到一次烧结材料；
12、(2)然后将一次烧结材料在加压和氮气气氛下进行放电等离子烧结，迅速冷却至室温，得到二次烧结材料；
13、(3)最后将二次烧结材料加水球磨，烘干，即得。
14、优选的，步骤(1)中，充分混合的工艺条件为：200～300r/min混合50～60分钟。
15、优选的，步骤(1)中，升温速率为10～12℃/min，冷却至室温的降温速率为50～60℃/min。
16、优选的，步骤(2)中，放电等离子烧结的工艺条件为：加压压力为100～120mpa，放电等离子烧结的温度为1000～1100℃，烧结时间为5～7分钟，冷却至室温的降温速率为50～60℃/min。
17、优选的，步骤(3)中，加水量为二次烧结材料质量的2～3倍，球磨时间为2～3小时。
18、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
19、本发明以钾长石、高岭土、石英粉、煅烧滑石、球粘土、钛酸钡、氧化铟锡、锶钽氧氮化物、纳米氧化锌、微米级三氧化二铝、氧化锆纳米线、cati2o5纳米颗粒等原料制成一种电瓷半导体釉料。利用该釉料施釉后明显改善电瓷的电气性能、机械性能和耐冷热性能。
20、在制备时，先将配方量的各原料充分混合，得到混合料，接着将混合料转移至高温炉中，升温至1400～1500℃，保温处理，迅速冷却至室温，得到一次烧结材料；然后将一次烧结材料在加压和氮气气氛下进行放电等离子烧结，迅速冷却至室温，得到二次烧结材料；最后将二次烧结材料加水球磨，烘干，即得。通过一次普通高温烧结和一次放电等离子烧结的结合，促进各原料的充分熔融混合，微观均匀性好，保证电气性能、机械性能和耐冷热性能等。
21、除了钾长石、高岭土、石英粉、煅烧滑石、球粘土等常见的釉料原料外，本发明通过锶钽氧氮化物、纳米氧化锌、微米级三氧化二铝、氧化锆纳米线、cati2o5纳米颗粒等的协同作用，改善釉料的各项性能。其中的微米级三氧化二铝与氧化锆纳米线为复合物结构，是通过以下方法制备得到的：先将四氯化锆利用去离子水配制成四氯化锆水溶液，接着调节ph＝8～9，接着倒入石英粉，在压力条件下，微波辐照，自然冷却至室温，过滤取固体，洗涤，干燥，即得。氧化锆纳米线均匀生长在微米级三氧化二铝表面，通过微纳米的结合，协同增效，改善产品性能。
22、本发明的原料包含毫米级、微米级、纳米级，通过不同尺寸原料的协同配合，改善微观结构，意外获得了非常好的效果，电气性能、机械性能和耐冷热性能等都非常优异。