一种高铝质高强度电瓷坯料配方的制作方法

1.本发明涉及一种采用工业氧化铝作为铝氧原料的陶瓷坯料配方，进一步是指一种高铝质高强度电瓷坯料配方，用于盘形悬式瓷绝缘子的生产。


背景技术：

2.随着电力工业持续的高速发展，采用超/特高压输电，将实现更远距离、更大容量、更低损耗的电力输送，对于优化资源配置，提高输电走廊的利用率和环境保护具有十分重要的意义。电瓷绝缘子作为输变电工程的关键配套产品，对其性能要求也越来越高，不仅要保证优异的机械性能、电气性能，还要求其在长期的机械及电气载荷作用下能够稳定可靠地工作，避免零值的出现，以保证线路的安全运行。
3.如要进一步提高现有电瓷绝缘子的质量水平，首先就需要研发一种具备更好机械特性和绝缘特性的电瓷坯料配方。现有高吨位等级电瓷材料主要由粘土、长石、铝氧原料构成，经过高温烧成得到无机绝缘瓷材料。该瓷材料主要有刚玉、石英、莫来石、玻璃相及气孔构成。一定程度上，增加适当大小的刚玉含量，即可提高瓷质的机械强度水平。而石英属于非均质晶体，在高温烧成及冷却阶段，晶型转变时颗粒体积会急剧发生变化，局部产生一定的内应力，可导致较大物相直接产生微裂纹或接触的玻璃相出现沿晶界环形微裂纹。悬式瓷绝缘子在线路运行时，伴随着机械强度、电气的负载及其它环境因素影响，微裂纹将可能生长和扩展，严重时可导致产品断裂，绝缘能力丧失。莫来石晶体的结构不致密，弹性模量和弯曲强度相对不高，对电瓷材料强度的贡献有限，因此在高强度铝质瓷中，莫来石晶体的量应保持在合理的范围内。另外，配方中铁钛成分含量的高低，将直接影响电瓷材料的电气绝缘性，为了进一步提高电瓷绝缘子的电气性能，就要选择铁钛含量低的优质原料，配方中的各成分组成进行合理控制。


技术实现要素：

4.针对现有材料技术性能不够突出，本发明的目的是针对高吨位等级电瓷产品工艺性能波动大，加强金属附件产品机械及电气性能不够稳定均一的现状，提供一种高铝质高强度电瓷坯料配方。使采用本发明技术制备的瓷材料铁钛组分含量低，颗粒分布、晶相组成合理，工艺性能优良，产品具有更好的机械及电气性能，产品的稳定性和一致性大幅度提升，并可有效降低产品出现异常破坏概率，更好地满足超/特高压输变电工程建设的需求。该配方具体是以粘土、长石、工业氧化铝为原料，经科学配比后，按电瓷的常规工艺制备泥料，后经过加工、烧成、胶装等工艺，即生产出高质量不同吨位等级的盘形悬式瓷绝缘子。
5.本发明的技术方案是：
6.一种高铝质高强度电瓷坯料配方，采用了工业氧化铝作为铝氧原料；配方由工业氧化铝、水曲柳球粘土、法库土、漳州土、嘉窑土、英国土、煅烧高岭土、长石组成。
7.配方组分按重量百分比计算，工业氧化铝18～30％，水曲柳球粘土18～25％，法库土4～8％，漳州土10～15％，嘉窑土2～6％，英国土5～10％，煅烧高岭土8～13％，长石14～
20％。
8.其泥料的化学成分为：i.l 4～6％，sio2 43～55％，al2o3 35～45％，fe2o3 0.3～0.9％，cao 0.1～0.3％，mgo 0.1～0.4％，k2o 2.8～3.2％，na2o 0.4～0.7％，tio2 0.2～0.6％。
9.所述工业氧化铝属于高温煅烧的α型氧化铝，al2o3含量≥98.5％，中位径d50为3～7μm，真比重3.90～4.10g/cm3，na2o含量≤0.4％。
10.与现有技术相比，本发明的优势在于：
11.(1)本发明通过对电瓷坯料配方的科学设计，合理地引入了特定种类的工业氧化铝，使瓷质各晶相均匀分布，结合紧密，发育充分，致密性好，进而表现出瓷材料的强度稳定性好，分散性小，同时抗弯强度高，能达到170mpa以上，上釉后能达到205mpa以上。
12.(2)采用本发明的电瓷坯料配方瓷材料，铁钛组分含量低，气孔相分布均匀，形状圆润，总体含量低，电气绝缘性能优良，电气强度能达到35kv/mm。
13.(3)采用本发明的电瓷坯料配方所生产的电瓷产品，含盖各等级盘形悬式瓷绝缘子，工艺性能波动小，电气性能优良，机械强度稳定，产品性能一致性高，抗老化性强，可有效降低异常破坏概率。
14.(4)本发明原料来源广，工艺过程简单，可有效解决高吨位等级电瓷产品工艺性能波动大，加强金属附件产品机械及电气性能不够稳定均一的现状，进一步提高电瓷产品性能，更好地满足超/特高压输变电工程建设的需求。
具体实施方式
15.本发明提供一种采用了工业氧化铝作为铝氧原料的高铝质高强度电瓷坯料配方，
16.其所包含的组分及重量百分比为：工业氧化铝18～30％，水曲柳球粘土18～25％，法库土4～8％，漳州土10～15％，嘉窑土2～6％，英国土5～10％，煅烧高岭土8～13％，长石14～20％。
17.其泥料的化学成分为：i.l 4～6％，sio
2 43～55％，al2o
3 35～45％，fe2o
3 0.3～0.9％，cao 0.1～0.3％，mgo 0.1～0.4％，k2o 2.8～3.2％，na2o 0.4～0.7％，tio
2 0.2～0.6％。
18.所述工业氧化铝产于山东淄博地区工业化深加工的铝氧原料；
19.所述水曲柳球粘土产于吉林省舒兰地区的高可塑性粘土；
20.所述法库土产于辽宁省法库地区的高可塑性粘土；
21.所述漳州土产于福建省漳州地区的高可塑性粘土；
22.所述嘉窑土产于广东省江门地区的高可塑性粘土；
23.所述英国土产于英国英格兰多塞特郡地区的高可塑性粘土；
24.所述煅烧高岭土产于山西大同地区的硬质粘土；
25.所述长石产于内蒙古乌兰察布、山东淄博地区的熔剂型原料。
26.本发明的制造工艺与现有技术基本相同，工艺流程如下：原料配比
→
球磨
→
2次过筛、2次除铁
→
榨泥
→
粗练
→
陈腐室陈腐24h
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真空精练
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成型
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修理
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干燥
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上釉
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烧成
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胶装养护
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例行试验
→
包装入库。
27.以下对本发明做出进一步说明。
28.本发明采用高温煅烧的α型氧化铝，中位径d50为3～7μm，纯度高、分散性好，晶型稳定，具有耐高温的惰性，不受外界烧成等条件的波动而使组成架构发生变化。用在坯料配方中，直接提供刚玉相，相对其它铝氧原料，颗粒细小，形状规则，结合其它优质粘土及长石原料，生产出的瓷质中的气孔含量低，形状圆润，分布合理，整个瓷质各晶相均匀分布，结合紧密，发育良好，较充分的消除了石英对瓷质的不利影响，致密性更好，可充分保证产品具有优良的机械及电气性能。
29.下面用具体的实施例对本发明做进一步说明，各组分及其重量百分比如下表所示：
[0030][0031]
上述配方主要技术指标为：弯曲强度≥170mpa，烧成温度范围≥60k，体积密度≥2.60g/cm3，开口孔隙率≤0.06％，电气强度≥35kv/mm，其各项性能均超过gb8411.3 c130高强度铝质瓷标准，该配方可以满足各等级盘形悬式瓷绝缘子的性能要求，工艺性能波动小，铁钛杂质含量低，电气性能优良，机械强度稳定，有利于降低产品的异常破坏概率，更好地满足超/特高压输变电工程建设的需求。