[发明专利]一种高强度陶瓷绝缘子及其制备方法

说明书

本发明涉及陶瓷材料领域，具体为一种高强度陶瓷绝缘子及其制备方法，以重量份数计，包括以下原料组成：Al₂O₃ 35‑40份、AlN 20‑25份、Si₃N₄ 10‑20份、黏土10‑15份、白云石5‑10份、石榴石4‑8份、MnCO₃ 1‑2份、Yb₂O₃ 0.5‑1份、烧结助剂2‑4份，本发明所制备的陶瓷绝缘子具有良好的力学性能和绝缘性能。

技术领域

本发明涉及陶瓷材料领域，具体为一种高强度陶瓷绝缘子及其制备方法。

背景技术

绝缘子作为输电线路的重要部件，其主要作用是支撑导线和绝缘，因此，要具备良好的机械性能和电气性能。随着我国电气化铁道的快速发展，铁路网对绝缘子的需求也越来越大，绝缘子的性能直接影响到铁路的正常供电和行车安全。一旦绝缘子产品出现质量损坏，会严重影响铁路电网的安全可靠运行。为确保绝缘子的安全性和稳定性，其性能要求越来越受到重视。

目前，输电线路使用的绝缘子有陶瓷、玻璃和复合三种材质，基于陶瓷绝缘子具有机械强度高、化学性能稳定、绝缘性能好、耐腐蚀性佳等优点，使其在绝缘子行业应用最为广泛，但是陶瓷绝缘子的脆性大、可靠性低，运行时可能会出现强度降低、界面击穿等问题，大大缩短陶瓷绝缘子的使用寿命，同时还会增加绝缘子的维修成本，影响铁路电网的正常运转。

发明内容

发明目的：针对上述技术问题，本发明提出了一种高强度陶瓷绝缘子及其制备方法。

所采用的技术方案如下：

一种高强度陶瓷绝缘子，以重量份数计，包括以下原料组成：

Al₂O₃ 35-40份、AlN 20-25份、Si₃N₄ 10-20份、黏土10-15份、白云石5-10份、石榴石4-8份、MnCO₃ 1-2份、Yb₂O₃ 0.5-1份、烧结助剂2-4份。

进一步地，所述烧结助剂为CaO-MgF₂-SiO₂-BaO-ZrO₂五元助烧剂。

进一步地，所述CaO-MgF₂-SiO₂-BaO-ZrO₂五元助烧剂中CaO、MgF₂、SiO₂、BaO、ZrO₂的质量比为1：1：3-5：5-10：5-10。

进一步地，所述绝缘子的表面经过玻璃熔渗处理。

进一步地，所述绝缘子的表面经过离子注入处理。

进一步地，所述离子注入处理在玻璃熔渗处理之后。

本发明还提供了一种高强度陶瓷绝缘子的制备方法：

将Al₂O₃、AlN、Si₃N₄、黏土、白云石、石榴石、MnCO₃、Yb₂O₃、烧结助剂湿法球磨均匀后烘干，过400目筛网，添加聚乙烯醇溶液造粒，再压制成型获得生坯，生坯于40-60℃干燥18-24h，再升温至1500-1600℃烧结2-2.5h，升温时，温度≤1000℃，升温速率为5-8℃/min，且100℃、300℃、500℃、700℃、900℃各保温0.5-1h，温度1000℃时，升温速率为1-3℃/min，且每100℃保温0.5-1h，所得粗品依次经过玻璃熔渗处理和离子注入处理。

进一步地，所述玻璃熔渗处理的操作如下：