[发明专利]一种用于真空断路器的陶瓷外壳及其制备工艺

权利要求书

1.一种用于真空断路器的陶瓷外壳，所述陶瓷外壳为真空断路器中真空灭弧室的外壳材料，其特征在于，所述陶瓷外壳是由以下重量份数的原料组成：高岭土30～40份、预处理纳米勃姆石10～15份、微晶玻璃22～25份、钛酸铜钙钛酸铜钙7～9份、铝酸镧5～8份、碳酸钙2～3份、硅酸钠1～3份、氧化镁2～4份和六偏磷酸钠1～2份；

所述微晶玻璃为Li₂O₃-CeO₂-SiO₂-TiO₂微晶玻璃。

2.根据权利要求1所述的用于真空断路器的陶瓷外壳，其特征在于，所述Li₂O₃-CeO₂-SiO₂-TiO₂微晶玻璃是由以下重量百分比的原料组成：52.5～58.0％SiO₂、18.5～22.5％Li₂O、8.4～8.8％TiO₂、2.4～3.0％CeO₂、4.5～5.1％SrO、3.9～4.6％ZrO₂、1.5～1.9％冰晶石和1.8～2.6％澄清剂。

3.根据权利要求2所述的用于真空断路器的陶瓷外壳，其特征在于，所述澄清剂为氟硅酸钠。

4.根据权利要求2所述的用于真空断路器的陶瓷外壳，其特征在于，所述Li₂O₃-CeO₂-SiO₂-TiO₂微晶玻璃的制备方法为：称取所需质量的微晶玻璃原料混合均匀，然后在1350～1480℃下保温熔融3～5h，随后以30～40℃/min的速率冷却至950～1000℃，保温1～1.5h，再以20℃/min的速率冷却至850～890℃，保温0.5～1h，再以20～25℃/min的速率冷却至590～720℃，保温1～1.5h，随炉冷却后，球磨，得到Li₂O₃-CeO₂-SiO₂-TiO₂微晶玻璃。

5.根据权利要求1所述的用于真空断路器的陶瓷外壳的制备工艺，其特征在于，所述预处理纳米勃姆石的制备方法为：将钛酸酯偶联剂加入到甲苯中搅拌均匀，得钛酸酯-甲苯溶液；然后将纳米勃姆石投入到钛酸酯-甲苯溶液中，超声40～60min，抽滤，无水乙醇清洗以除去表面残留溶液，然后置于150～180℃真空干燥箱中保持1～2h，即可。

6.根据权利要求5所述的用于真空断路器的陶瓷外壳的制备工艺，其特征在于，所述纳米勃姆石与所述钛酸酯-甲苯溶液的比例为300～360g/L，所述钛酸酯-甲苯溶液的浓度为3.2～3.6mM。

7.如权利要求1-6任一项所述的用于真空断路器的陶瓷外壳的制备工艺，其特征在于，具体包括以下步骤：

(1)按重量份数称取所述陶瓷外壳的原料，备用；

(2)将高岭土、碳酸钙、氧化镁和预处理纳米勃姆石加入到球磨机中，球磨20～24h，得到预混料；

(3)将微晶玻璃和六偏磷酸钠于球磨机中球磨，然后加入到预混料中混合均匀，再加入硅酸钠、钛酸铜钙和铝酸镧混合，得混合料；

(4)将上述混合料、球石和水以质量比为1：3：1.2混合后进行球磨，过筛、除铁，之后再依次进行榨泥、陈腐、真空练泥、成形、修坯和干燥，得坯件；

(5)将所得坯件置于烧结炉中，以5～8℃/min的速率升温至400～500℃，保温2～3h，然后以10～15℃/min的速率升温至1200～1280℃，保温3～4h，自然冷却至室温，即可。

8.根据权利要求7所述的用于真空断路器的陶瓷外壳的制备工艺，其特征在于，所述步骤(3)中的球磨速率350～460r/min，球磨时间为16～18h。

9.根据权利要求7所述的用于真空断路器的陶瓷外壳的制备工艺，其特征在于，所述步骤(4)中的球磨速率420～500r/min，球磨时间为20～28h，过筛400目。