[发明专利]一种低成本高性能硅质瓷坯料配方

说明书

本发明涉及电瓷技术领域，尤其涉及一种低成本高性能硅质瓷坯料配方，主料包括硅灰矿石；辅料包括塑性添加剂、水、无机助剂和无机盐；按重量份数计，每100份主料与13份辅料进行配比。本发明得主料和辅料混合后形成坯料，坯料经压制、挤压、注浆或其他成型方法制成素坯。在塑性添加剂的化合所用下，硅灰矿石混合物热解为多孔的炭，液态或气态的硅与无定型碳或石墨反应生成碳化硅，并且包括氮化反应得到的氮化硅矿石。反应生成的碳化硅多晶、碳化硅粉和氮化硅连成一体，过量的硅填充了微孔得到无气孔的制品。25°C环境下弯曲强度可达400～600MPa,熔点为1410℃，强度250MPa，弹性模量约为115MPa。

技术领域

本发明涉及硅质瓷技术领域，尤其涉及一种低成本高性能硅质瓷坯料配方。

背景技术

硅质瓷即为含硅化合物无机材料，主要包括碳化硅陶瓷和氮化硅陶瓷。碳化硅陶瓷具有优良的常温力学性能，较高的抗弯强度、优良的抗氧化性、良好的耐腐蚀性、高的抗磨损以及较低的摩擦系数，碳化硅陶瓷的高温力学性能是已知陶瓷材料中最佳的。氮化硅陶瓷是一种烧结时不收缩的无机材料陶瓷。氮化硅的强度很高，尤其是热压氮化硅，是世界上最坚硬的物质之一。具有高强度、低密度、耐高温等性质。

公开号为CN102838343B的发明公开了一种高硅质瓷中强度电瓷坯料配方，其所包含的组分及重量组分比为：东胜土20～22份、江津粘土16～20份、泾阳土16～20份、铝矾土3～6份、永川土16～20份、石英粉24～26份。上述配方的主要技术指标为：干燥强度≥5MPa；弯曲强度≥110MPa；烧成温度范围≥40K；开口孔隙率：0.000％；体积密度：≥2.55g/cm3；耐受电压：≥35kV/mm，其各项性能超过GB8411中强瓷标准，该料方满足了160kN以下绝缘子的要求。

但是上述技术方案存在以下缺陷：上述坯料配方成分复杂，加工步骤不明确，导致整体加工成本较高，无法在材料行业得到广泛普及。

发明内容

本发明针对背景技术中存在的技术问题，提出一种低成本高性能硅质瓷坯料配方。

本发明的技术方案：一种低成本高性能硅质瓷坯料配方，本实施例提出的一种低成本高性能硅质瓷坯料配方，坯料包括主料和辅料；主料包括硅灰矿石；辅料包括塑性添加剂、水、无机助剂和无机盐；按重量份数计，每100份主料与13份辅料进行配比。

硅灰矿石包括粒径1mm-3mm的纯硅粉、粒径5mm-8mm的碳化硅矿石、粒径5mm-8mm的氮化硅矿石、粒径4mm-9mm的二氧化硅和粒径1mm-2mm的石英砂。

按重量份数计，主料硅灰矿石包括40-80份纯硅粉、5-20份碳化硅矿石、5-20份氮化硅矿石、10-20份二氧化硅和15-25份石英砂；按重量份数计，辅料包括30份塑性添加剂、40份水、20份无机助剂和10份无机盐。

塑性添加剂包括塑性烧结剂、抗氧化剂、硅烷偶联剂、缓凝剂和反絮凝剂；按重量份数计，每10份塑性添加剂中包括4份塑性烧结剂、2份抗氧化剂、2份硅烷偶联剂、1份缓凝剂和1份反絮凝剂。无机助剂包括硅钡钙脱氧剂。无机盐包括碳酸钠和氧化镁；按重量份数计，无机盐包括4份碳酸钠和6份氧化镁。

优选的，主料硅灰矿石还包括刚玉砂；按重量份数计，主料包括10份刚玉砂与90份硅灰矿石。

优选的，主料硅灰矿石还包括堇青石；按重量份数计，主料包括5份堇青石与95份硅灰矿石。

优选的，按重量份数计，每100份硅质瓷坯料包括60份纯硅粉、5份碳化硅矿石、5份氮化硅矿石、10份二氧化硅、15份石英砂、1.5份塑性添加剂、2份水、1份无机助剂和0.5份无机盐。

优选的，按重量份数计，每100份硅质瓷坯料包括60份纯硅粉、10份碳化硅矿石、10份氮化硅矿石、10份二氧化硅、5份石英砂、1.5份塑性添加剂、2份水、1份无机助剂和0.5份无机盐。