[发明专利]带导电釉的陶瓷制品

说明书

本发明涉及一种包含陶瓷主体并在该主体的表面上具有一层导电釉面层的制品，该制品特别适合作为在电力输送系统、电力分配系统和电力分站中使用的陶瓷电绝缘子。该绝缘子具有一个烧制的陶瓷主体并在该主体的表面上具有与该陶瓷主体共烧制的导电釉层。本发明可应用于例如悬垂绝缘子。

已知可将导电釉应用于陶瓷电绝缘子，特别是悬垂绝缘子上。釉的常规功能是提高强度。如果釉料是导电的，那末，当通过绝缘子施加电压时，在该绝缘子的两端之间就会有一个小电流通过，例如2mA。该电流轻微地加热了绝缘子的表面，因此有助于使附着在绝缘子上的积雪融化并使绝缘子表面干燥，从面使绝缘子经常保持高电阻和低的电流泄漏。这样就允许该绝缘子能在更高电压的条件下工作。通常在绝缘子两电极之间的釉面层的总电阻在2～10MΩ的范围内。

当落在绝缘子表面上的尘埃颗粒受潮时，它就变成导电的并因此会在尘粒之间产生电弧。如果釉料是导电的，那末，由于在尘粒之间存在连续的电流通路，因此可以避免电弧的产生。而电流的通过也会使尘埃干燥。

已知可以通过将导电粒子加入绝缘的釉料基质中来制造一种导电釉。GB-A-678718描述了使用一种所谓蓝二氧化钛(该氧化物欠氧)来向一种在电绝缘陶瓷元件上的釉层赋予导电性。蓝TiO₂可通过在低氧压力的条件下焙烧来获得。除了导电的TiO₂之外，还可以包括其他氧化物，例如Be、Cr、Cu、Co、Ni、Mn、Mo、W和V的氧化物，以便抑制或者促进TiO₂呈现其导电形态的倾向。该TiO₂可以分散在粘土、二氧化硅、长石和皂石的稀释剂中。将表面釉涂敷在含TiO₂的物层之上。GB-A-848034描述了在GB-A-678178的釉料中加入二硅化钼，二硅化钼的加入量为二氧化钛含量的0.1～20％(重量)。二硅化钼的使用可以减少或者根本不需要对焙烧条件的精确控制。所说，为了达到这一目的，二硅化钼比氧化钼有效得多。这样就不必在含有蓝二氧化钛的导电釉上再涂敷一层保护釉，但是尽管如此，还是建议使用一层釉面层。

一种其中的TiO₂是以导电的形态TiO_2-x存在的含TiO₂的釉料具有一个缺点，也就是在该釉料表面上的微小放电可能使其转变成绝缘的TiO₂。其次，该釉料的电阻在受热时可能发生较大的变化(降低)，因此，其热稳定性差。

在“陶瓷”(日本陶瓷学会会刊)[“Ceramics”(Bulletin of theCeramics Society of Japan)]Vol.11，No.10,905-910(1976)中建议使用一种含Fe₂O₃的釉料。这种导电釉的组成例如为30-70wt％的Fe₂O₃+TiO₂+Cr₂O₃和30-70wt％的基础釉成分。该导电釉含有金属氧化物，其中含有Fe₂O₃作为主成分以及TiO₂、Cr₂O₃、V₂O₅、MnO₂、BeO、ZnO等。这类导电釉的问题是由于对导电氧化物的电化学洗提作用而存在温度控制性能损失的危险性以及抗电腐蚀性能的劣化。

通常，导电釉的电阻随温度的变化属负型，也就是说，当温度升高时，其表面电阻率降低。温度与表面电阻率之间的相互关系可以用下列关系式表示，它与用于热敏电阻的关系式相类似：

                R＝R₀exp(B(1/T-1/T₀))其中，R是在温度T(K)时的表面电阻率(Ω)，R₀是在温度T₀(K)时的表面电阻率(Ω)，以及B是热敏电阻常数(K)。电阻对温度的依赖关系可以用该关系式中B的数值来表示。B的值越高，则电阻随温度升高所导致的降低值越大，并且温度控制性能损失的危险性增加。