[发明专利]一种电瓷的烧制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力材料领域，特别涉及电瓷领域，具体涉及一种电瓷的烧制方法。

背景技术

电瓷是应用于电力系统中主要起支持和绝缘作用的部件，有时兼做其它电气部件的容器。因此，对其机械性能、电气性能、耐环境性能(冷热、抗污秽、老化等)有较高的要求。通常根据电瓷的产品形状、电压等级、应用环境来分类。按产品形状可分为：盘形悬式绝缘子、针式绝缘子、棒形绝缘子、空心绝缘子等；按电压等级可分为：低电压（交流1000V及以下，直流1500V及以下）绝缘子和高电压（交流1000 V以上，直流1500V以上）绝缘子，其中高压绝缘子中又有超高压（交流330kV和500kV，直流500kV）和特高压（交流750kV和1000kV，直流800kV）之分；按使用特点可分为：线路用绝缘子、电站或电器用绝缘子；按使用环境可分为户内绝缘子和户外绝缘子。

高压电瓷根据其所含化学成分的不同分为硅质电瓷和铝质电瓷，铝质电瓷分为铝质瓷和高强度铝质瓷，根据电瓷种类的不同应用领域也不同。目前，国产的普通电瓷强度为60-80kN/cm²，电瓷的强度为100-180kN/cm²，比国外同型号电瓷的强度低15%-25%。因此，电瓷强度不足是制约国产高压电瓷最突出的问题。近年来，国内电瓷行业已纷纷调整生产工艺，在原料的配方、球磨工艺、成型方法、烧成制度等方面均投入大量的人力、物力进行技术改造与升级。其中，通过调整粉体原料的化学组成及工艺参数，是目前提高电瓷性能的主要途径。但电瓷的强度仍不能满足电力领域的需求，尤其是电瓷的强度性能还有待进一步提高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有电瓷强度低的缺陷，提供一种电瓷的烧制方法；本发明不仅利用超声波的穿透和高速振动作用，提高了电瓷密度，增加了电瓷强度，还利用电场的极化作用，增加了莫来石相的长径比，提高了电瓷的弯曲强度，从而使得到的电瓷强度更高。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种电瓷的烧制方法，包括：进行分阶段烧制；所述的分阶段烧制包括：预热期、氧化期、还原期、保温期和冷却期；所述的预热期、氧化期在超声波中进行；所述的还原期、保温期在超声波和平行的交流电场中进行。

本发明一种电瓷的烧制方法，不仅利用超声波的穿透和高速振动作用，缩短了电瓷生胚的烧制时间，减小了晶体粒径，降低了电瓷中的裂纹和气泡的数量，提高了电瓷密度，增加了电瓷强度；还利用电场的极化作用，促进了莫来石相沿电场方向的生长，增加了莫来石相的长径比，提高了电瓷的弯曲强度；该方法能显著提高电瓷的强度，且方法简单、可靠，适合电瓷的大规模、工业化生产。

上述一种电瓷的烧制方法，其中，所述的超声波频率50-150KHz、功率密度为0.3-1.0W/cm²，超声波频率过大，在与电场同时作用时，粒子震动过快，会影响晶体的生成，会使莫来石相断裂；频率过小，粒子的振动速度慢，不能增加电瓷的密度，对电瓷的强度增加作用小；超声波功率密度过大，与电场同时作用的情况下，粒子获得的动能太强，振幅大，会破坏电瓷结构，导致电瓷变形；功率密度太小，不能引动较大粒子的振动，增强作用减弱；优选的，所述的超声波频率80-100KHz、功率密度为0.5-0.8W/cm²。

上述一种电瓷的烧制方法，其中，所述的交流电场的电场强度为0.5-2.0kv/mm、频率为20-50Hz，电场强度过大，与超声波同时作用时，导致电瓷中晶体形成缓慢，延长烧制时间；电场强度过小，对莫来石相的生长影响程度小，对电瓷的弯曲强度增强作用小；频率过大，与超声波同时作用时，不利于莫来石相在电场方向上的生长，形成的莫来石相长径比小，不能增加电瓷弯曲强度；频率过小，生成的莫来石相长径比过大，会被超声波破坏、断裂，强度反而降低；优选的，所述的交流电场强度为0.8-1.2kv/mm、频率为30-40Hz。

上述一种电瓷的烧制方法，其中，所述的预热期温度为250-300℃，时间为4-8h；预热期主要是预热电瓷生胚，除去残余水分和少量结晶水。

其中，所述的氧化期温度为700-1000℃，时间为15-20h；氧化期过程中，大部分结晶水排出，并将有机物、碳酸盐和部分硫酸盐进行分解。

其中，所述的还原期温度为1050-1250℃，时间为18-25h；还原期内，大部分氧化物被还原，硫酸盐分解，碳和碳素被氧化，从而形成陶瓷材料。