[发明专利]环保气体中新型棒电极表面涂覆层制备工艺

摘要

本发明公开了环保气体中新型棒电极表面涂覆层制备工艺，所述环保气体为N₂气体，所述涂覆层为绝缘层，所述绝缘层为纳米SiO2/EP涂层、纳米Al₂O₃/EP涂层及陶瓷涂层中的一种。当在棒电极表面涂覆绝缘层后，棒电极的击穿强度得到了有效地改善。当使用3wt％SiO₂/EP、2wt％Al₂O₃/EP作为绝缘涂层时，其50％击穿电压(U50)分别为90kV、92kV，相较裸电极均有大幅提升。本发明能够有效的改善棒电极的介电性能，同时增加棒电极的热稳定性。本发明选用复合材料陶瓷作为绝缘涂层时，由于氧化锆的增韧性，使得棒电极具有良好机械稳定性。

主权项

1.环保气体中新型棒电极表面涂覆层制备工艺，所述环保气体为N₂气体，所述涂覆层为绝缘层，其特征在于：所述绝缘层为纳米SiO2/EP涂层、纳米Al₂O₃/EP涂层及陶瓷涂层中的一种，当绝缘层为纳米SiO2/EP涂层时，制备方法如下：a1、选取环氧树脂EP、纳米SiO₂颗粒、固化剂、促进剂，选用尺寸为20–30nm的SiO₂颗粒；b1、使用离心搅拌器将纳米SiO₂颗粒均匀地混合在环氧树脂EP中；c1、按事先计算好的质量依次精密称取环氧树脂EP和纳米SiO₂颗粒混合物、固化剂、促进剂，并将它们倒入干净的容器中；d1、上述容器通过Thinky ARE‑310离心搅拌器，先以1000r·min^–1搅拌5分钟，再以2000r·min^–1搅拌10分钟，然后超声振动20分钟；e1、将上述容器放入真空干燥箱中，去除之前由于离心搅拌和物料添加所引入的气泡；f1、由步骤e得到充分混匀的环氧胶体，分为两部分，一部分用于涂覆在不锈钢棒电极的表面，另一部分用于制备表征的样品，涂覆工艺采用全自动的提拉镀膜机将SiO₂/EP涂覆在不锈钢棒电极表面，棒电极基体在胶体中浸渍30s，上升与下降的提拉速度控制为100mm·min^–1；g1、将涂覆未固化胶体的电极转入恒温干燥箱中，先在60℃温度下处理120min，100℃温度下处理120min，150℃温度下处理120min，以使胶体充分固化，得到带纳米SiO2/EP涂层的棒电极；当绝缘层为纳米Al₂O₃/EP涂层时，制备方法如下：a2、按比例依次称取EP、固化剂、促进剂及Al₂O₃，所述Al₂O₃的粒径为30–40nm；b2、将步骤a中的物料充分地离心搅拌以及超声震荡；c2、将步骤b得到的成品转入真空干燥箱进行脱泡处理；d2、经步骤c2处理之后，分为两份，分别通过提拉镀膜法制备电极涂层，通过多测厚仪对充分固化后的涂层的厚度进行测试，纳米Al₂O₃/EP涂层厚度为75μm；当绝缘层为陶瓷涂层时，制备方法如下：a3、对不锈钢棒电极衬底用超声清洗器进行清洗并烘干，用氧化铝粉末对棒电极表面进行喷砂处理，通过表面光度仪测得喷砂处理后的棒电极表面粗糙度大约为6.3μm；b3、采用超音速大气等离子喷涂SAPS技术将14wt％Y₂O₃/ZrO₂(YSZ)球状颗粒和20wt％Al₂O₃/ZrO₂(ASZ)球状颗粒均匀地喷于棒电极表面；所述14wt％Y₂O₃/ZrO₂(YSZ)球状颗粒的尺寸为500μm，所述20wt％Al₂O₃/ZrO₂(ASZ)球状颗粒的尺寸为500μm，所述SAPS系统配有一个具有拉瓦尔喷嘴的枪，拉瓦尔喷嘴的长度和直径分别为44mm和6mm，喷涂粉末被具有2mm直径的注射器注入到等离子体夹具中，陶瓷涂层的厚度为300μm—500μm。