[发明专利]一种高强度硅质棕釉电瓷及其制备方法

说明书

本发明公开一种高强度硅质棕釉电瓷及其制备方法，涉及硅质电瓷技术领域。本发明公开的高强度硅质棕釉电瓷，原料包括坯料和棕釉釉料，所述坯料是由以下原料组成：高岭土、硅灰石、界牌泥、硅质瓷废料粉、低熔点玻璃粉、锂辉石、氧化钇、陶瓷级滑石粉和晶核剂；所述棕釉釉料是由以下原料组成：钾长石粉、石英粉、本坯泥、方解石粉、熟滑石粉、氧化铁、络绿、三氧化二锰和界牌泥，并公开了该棕釉电瓷的制备方法。本发明的硅质棕釉电瓷原料简单易得，成本较低，具高的弯曲强度，并且有很好的可塑性和稳定性；棕釉釉料成本较低，浸釉时间短，上釉效果好，釉面红润饱满，光泽亮丽，呈色稳定、无色差，并使棕釉电瓷的强度较未上釉前提高了10%以上。

技术领域

本发明属于硅质电瓷技术领域，尤其涉及一种高强度硅质棕釉电瓷及其制备方法。

背景技术

电瓷是瓷质的电绝缘材料，具有良好的绝缘性能和机械强度，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、耐环境性能有较高的要求。近年来，随着电力系统输变电线路电压等级不断提高，电瓷绝缘子应用越来越广泛，已成为数遍电线路主要结构件之一。目前，国外电瓷绝缘子的弯曲强度可达到150MPa且具有高的可靠性，而国产绝缘子的产品性能及可靠性偏低，致使我国电力行业发电站和变电站的电瓷绝缘子断裂事故接连发生，因此，为适应我国特、超高压输电发展的需要，开发出高强度、高性能的电瓷绝缘子产品，以满足市场的需求。

现有的电瓷绝缘子一般分为硅质电瓷和铝质电瓷两种。硅质电瓷是以石英、长石、黏土为原料，形成的瓷成分包含石英、莫来石、气孔和玻璃相，石英成分是SiO₂，化学性质稳定，莫来石成分为铝硅酸盐，耐热性好，导热系数小，因此，硅质电瓷具有好的机械强度、抗热震性和热导率，但是现有技术中的硅质电瓷的气孔数量多且圆整度低，石英颗粒与基体结合不紧密，致使硅质电瓷韧性不佳，易受外界影响而断裂，且强度低于铝质电瓷。铝质电瓷采用煅烧铝矾土或工业氧化铝为原料，烧制的铝质电瓷中刚玉（氧化铝）含量可达30～45%甚至更高，颗粒更均匀，气孔数量少且圆整度高，Al₂O₃颗粒与基体结合紧密，从而具有更优的机械强度和更好的热稳定性、耐电弧性能，但是铝矿物和黏土矿物含有较多的结构水，加热脱水过程中伴随着强烈的体积收缩，致使铝质瓷在制备过程中需预先煅烧使γ-Al₂O₃转变为α-Al₂O₃，以此保证铝质电瓷的高机械性能和稳定性，因此，目前国内外主要是开发铝质电瓷，使其具有更优的机械性能。

随着电力市场的发展、电瓷产品应用范围的扩展，根据不同客户的实际需求，电瓷产品品种也多样化，包括瓷件的外观、颜色等都有要求。电瓷产品的颜色是由覆盖在其表面的颜色决定的，则在其表面上釉，采用棕釉呈棕色，采用白釉呈白色，棕釉是电瓷产品应用较多的颜色釉。而现有的棕釉原料配料麻烦，上釉时间长，成本过高，烧制出来的釉色按压，表面一层晶雾层，不光亮，并且上棕釉后的电瓷产品比纯瓷产品强度提高较小或强度变差，甚至随着时间的延长易出现黑斑等外观缺陷。

随着陶瓷工业的快速发展，陶瓷用矿物原料的需求量不断增大，优质陶瓷原料日益紧张。特别是电瓷材料，因性能要求较高，瓷件尺寸较大，对优质黏土、长石和铝矾土的要求更高，需求量更大。电瓷用矿物资源的枯竭迫使电瓷企业更多的开发利用当地劣质原料，影响了电瓷性能的稳定性，同时也导致电瓷废料日益增多。硅质电瓷废料破碎困难，且性能较差，对其重复利用，效率不高，因此，关于这方面的研发未见报道。现有一些企业在制备高铝质电瓷过程中添加铝质电瓷废料，用于节约资源，也能进一步提高高铝质电瓷的力学性能，但随着铝质电瓷的市场份额越大，导致高铝矿物的资源越来越少。因此，现在需开发一种硅质电瓷，具有与铝质电瓷相同的优异性能，而提高现有硅质电瓷的强度、韧性和可塑性，成为开发重点。

发明内容