CN105254288B - 一种电力用有机复合陶瓷接线柱的制备方法 - Google Patents

一种电力用有机复合陶瓷接线柱的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电力用有机复合陶瓷接线柱的制备方法，采用固相烧结的方法，以纳米氧化铝、硅橡胶和绢云母为主要原料，以甲基硅油、硬脂酸钠、滑石、有机粘结剂、天青石、硅酸锆、氧化锌和氧化钛为辅助成分，以氧化铁，氧化铌，二氧化锰、硫化剂、氧化铬和氧化镍为添加剂，制备得到了具有高耐压强度的电力用有机复合陶瓷接线柱。

Description

一种电力用有机复合陶瓷接线柱的制备方法
技术领域
本发明属于一种电力用有机复合陶瓷接线柱的制备方法，属于陶瓷领域。
背景技术
接线柱在各种真空器件中被广泛使用，起着高压绝缘、真空密封以及支撑固定等作用。陶瓷接线柱是最为常见的接线柱。在高压悬式电力领域，陶瓷接线柱的应用也非常广泛，关于陶瓷接线柱的研究也非常普遍。不过随着电力器件的进一步小型化和集成化，提高陶瓷接线柱的耐压能力成为该领域所关注和亟待解决的问题之一。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，研制出一种具有高耐压强度的氧化铝基电力用有机复合陶瓷接线柱的制备方法。
一种电力用有机复合陶瓷接线柱的制备方法，
所述陶瓷接线柱的制备方法包括如下制备步骤：
(1)备料：以纳米氧化铝、硅橡胶和绢云母为主要原料，以甲基硅油、硬脂酸钠、滑石、有机粘结剂、天青石、硅酸锆、氧化锌和氧化钛为辅助成分，以氧化铁，氧化铌，二氧化锰、硫化剂、氧化铬和氧化镍为添加剂；
各原料的重量份为：
纳米氧化铝 10-50份；
硅橡胶 10-50份；
绢云母 10-50份；
甲基硅油 5-15份；
硬脂酸钠 5-15份；
滑石 5-15份；
有机粘结剂 5-15份；
天青石 5-15份；
硅酸锆 5-15份；
氧化锌 5-15份；
氧化钛 5-15份；
氧化铁 1-3份；
氧化铌 1-3份；
二氧化锰 1-3份；
硫化剂 1-3份；
氧化铬 1-3份；
氧化镍 1-3份；
(2)预烧：将各原料混合，在150-350摄氏度下预烧1-3小时，得预烧料；
(3)球磨：将预烧料混合，然后加入适量的水，按照预烧料：球：水＝1:2:1，球磨24-48小时；
(4)造粒成型：将球磨料造粒，并冷等静压成型；
(5)烧成：在600-650℃下烧成1-2小时，然后再在1500-1600℃下煅烧1-2小时，即可。
作为优选：所述预烧在250摄氏度下预烧2小时，得预烧料。
作为优选：各原料的重量份为：
纳米氧化铝 30份；
硅橡胶 30份；
绢云母 30份；
甲基硅油 9份；
硬脂酸钠 9份；
滑石 9份；
有机粘结剂 9份；
天青石 7份；
硅酸锆 7份；
氧化锌 7份；
氧化钛 7份；
氧化铁 2份；
氧化铌 2份；
二氧化锰 2份；
硫化剂 2份；
氧化铬 1份；
氧化镍 1份。
作为优选：所述纳米氧化铝的粒径为30-70nm。
作为优选：所述球磨步骤的时间为36小时。
作为优选：所述烧成在620℃下烧成1.5小时，然后再在1550℃下煅烧1.5小时，即可。
本发明的有益效果：
通过合理配制原料，采用固相烧结的方法，以纳米氧化铝、硅橡胶和绢云母为主要原料，以甲基硅油、硬脂酸钠、滑石、有机粘结剂、天青石、硅酸锆、氧化锌和氧化钛为辅助成分，以氧化铁，氧化铌，二氧化锰、硫化剂、氧化铬和氧化镍为添加剂，制备得到了具有高耐压强度的电力用有机复合陶瓷接线柱。
本发明在主要原料的选择上，采用有机硅橡胶和纳米氧化铝和绢云母相结合的方式：通过选择纳米级别的氧化铝，其具有更大的比表面积以及更为优越的堆积密度和更加优良的力学性能和抗压能力。绢云母，不仅从降低了纳米氧化铝的主材成本，同时，还通过层状结构的增补作用，产生了补强效应，同时，绢云母耐热、抗压和富有弹性的理化功能，将对纳米氧化铝产生协同效应和奉献作用。同时，绢云母中还含有颇多微量元素，在烧结过程中将会起到一定的烧结助剂作用；而硅橡胶的引入，将大大改善陶瓷材料的撕裂强度，同时，也使得陶瓷材料在抗漏电、以及耐磨耐压等物化性能得到提高。而在辅料的选择上，甲基硅油、硬脂酸钠、滑石、有机粘结剂、天青石、硅酸锆对于增强陶瓷材料的抗压耐磨等性能起到增强作用。而氧化锌和氧化钛的引入，将能够提高接线柱的自我清洁能力；在添加剂的选择上，本发明引入多种添加剂金属氧化物，通过金属元素的掺杂，可以使得陶瓷的表面电阻率等性能得到优化，继而提高陶瓷的耐压能力。该陶粒制备工艺简单，适合工业化生产。
具体实施方式
下面结合具体的实施例，并参照数据进一步详细描述本发明。应理解，这些实施例只是为了举例说明本发明，而非以任何方式限制本发明的范围。
实施例1：
一种电力用有机复合陶瓷接线柱的制备方法，
所述陶瓷接线柱的制备方法包括如下制备步骤：
(1)备料：以纳米氧化铝、硅橡胶和绢云母为主要原料，以甲基硅油、硬脂酸钠、滑石、有机粘结剂、天青石、硅酸锆、氧化锌和氧化钛为辅助成分，以氧化铁，氧化铌，二氧化锰、硫化剂、氧化铬和氧化镍为添加剂；
各原料的重量份为：
纳米氧化铝 30份；
硅橡胶 30份；
绢云母 30份；
甲基硅油 9份；
硬脂酸钠 9份；
滑石 9份；
有机粘结剂 9份；
天青石 7份；
硅酸锆 7份；
氧化锌 7份；
氧化钛 7份；
氧化铁 2份；
氧化铌 2份；
二氧化锰 2份；
硫化剂 2份；
氧化铬 1份；
氧化镍 1份；
(2)预烧：将各原料混合，在250摄氏度下预烧2小时，得预烧料；
(3)球磨：将预烧料混合，然后加入适量的水，按照预烧料：球：水＝1:2:1，球磨36小时；
(4)造粒成型：将球磨料造粒，并冷等静压成型；
(5)烧成：在650℃下烧成1.5小时，然后再在1550℃下煅烧1.5小时，即可。
实施例2：
一种电力用有机复合陶瓷接线柱的制备方法，
所述陶瓷接线柱的制备方法包括如下制备步骤：
(1)备料：以纳米氧化铝、硅橡胶和绢云母为主要原料，以甲基硅油、硬脂酸钠、滑石、有机粘结剂、天青石、硅酸锆、氧化锌和氧化钛为辅助成分，以氧化铁，氧化铌，二氧化锰、硫化剂、氧化铬和氧化镍为添加剂；
各原料的重量份为：
纳米氧化铝 35份；
硅橡胶 35份；
绢云母 35份；
甲基硅油 11份；
硬脂酸钠 11份；
滑石 11份；
有机粘结剂 11份；
天青石 7份；
硅酸锆 7份；
氧化锌 7份；
氧化钛 7份；
氧化铁 1份；
氧化铌 2份；
二氧化锰 1份；
硫化剂 3份；
氧化铬 2份；
氧化镍 1份；
(2)预烧：将各原料混合，在300摄氏度下预烧3小时，得预烧料；
(3)球磨：将预烧料混合，然后加入适量的水，按照预烧料：球：水＝1:2:1，球磨48小时；
(4)造粒成型：将球磨料造粒，并冷等静压成型；
(5)烧成：在650℃下烧成2小时，然后再在1600℃下煅烧2小时，即可。
实施例3：
一种电力用有机复合陶瓷接线柱的制备方法，
所述陶瓷接线柱的制备方法包括如下制备步骤：
(1)备料：以纳米氧化铝、硅橡胶和绢云母为主要原料，以甲基硅油、硬脂酸钠、滑石、有机粘结剂、天青石、硅酸锆、氧化锌和氧化钛为辅助成分，以氧化铁，氧化铌，二氧化锰、硫化剂、氧化铬和氧化镍为添加剂；
各原料的重量份为：
纳米氧化铝 50份；
硅橡胶 50份；
绢云母 50份；
甲基硅油 15份；
硬脂酸钠 15份；
滑石 15份；
有机粘结剂 15份；
天青石 7份；
硅酸锆 7份；
氧化锌 7份；
氧化钛 7份；
氧化铁 2份；
氧化铌 2份；
二氧化锰 2份；
硫化剂 2份；
氧化铬 3份；
氧化镍 1份；
(2)预烧：将各原料混合，在200摄氏度下预烧1小时，得预烧料；
(3)球磨：将预烧料混合，然后加入适量的水，按照预烧料：球：水＝1:2:1，球磨24小时；
(4)造粒成型：将球磨料造粒，并冷等静压成型；
(5)烧成：在600℃下烧成1小时，然后再在1500℃下煅烧1小时，即可。
实施例4：
一种电力用有机复合陶瓷接线柱的制备方法，
所述陶瓷接线柱的制备方法包括如下制备步骤：
(1)备料：以纳米氧化铝、硅橡胶和绢云母为主要原料，以甲基硅油、硬脂酸钠、滑石、有机粘结剂、天青石、硅酸锆、氧化锌和氧化钛为辅助成分，以氧化铁，氧化铌，二氧化锰、硫化剂、氧化铬和氧化镍为添加剂；
各原料的重量份为：
纳米氧化铝 10份；
硅橡胶 10份；
绢云母 10份；
甲基硅油 5份；
硬脂酸钠 5份；
滑石 5份；
有机粘结剂 5份；
天青石 5份；
硅酸锆 5份；
氧化锌 5份；
氧化钛 5份；
氧化铁 1份；
氧化铌 1份；
二氧化锰 1份；
硫化剂 1份；
氧化铬 1份；
氧化镍 1份；
(2)预烧：将各原料混合，在150摄氏度下预烧1小时，得预烧料；
(3)球磨：将预烧料混合，然后加入适量的水，按照预烧料：球：水＝1:2:1，球磨24小时；
(4)造粒成型：将球磨料造粒，并冷等静压成型；
(5)烧成：在600℃下烧成1小时，然后再在1500℃下煅烧1小时，即可。
实施例5：
一种电力用有机复合陶瓷接线柱的制备方法，
所述陶瓷接线柱的制备方法包括如下制备步骤：
(1)备料：以纳米氧化铝、硅橡胶和绢云母为主要原料，以甲基硅油、硬脂酸钠、滑石、有机粘结剂、天青石、硅酸锆、氧化锌和氧化钛为辅助成分，以氧化铁，氧化铌，二氧化锰、硫化剂、氧化铬和氧化镍为添加剂；
各原料的重量份为：
纳米氧化铝 50份；
硅橡胶 50份；
绢云母 35份；
甲基硅油 10份；
硬脂酸钠 10份；
滑石 10份；
有机粘结剂 10份；
天青石 10份；
硅酸锆 10份；
氧化锌 10份；
氧化钛 10份；
氧化铁 3份；
氧化铌 3份；
二氧化锰 3份；
硫化剂 3份；
氧化铬 3份；
氧化镍 3份；
(2)预烧：将各原料混合，在350摄氏度下预烧2小时，得预烧料；
(3)球磨：将预烧料混合，然后加入适量的水，按照预烧料：球：水＝1:2:1，球磨36小时；
(4)造粒成型：将球磨料造粒，并冷等静压成型；
(5)烧成：在625℃下烧成1小时，然后再在1550℃下煅烧1小时，即可。
本发明实施例的物理测量数据如下：
维氏硬度/Gpa 抗压强度/Mpa 介电常数
实施例1 45 590 9.28
实施例2 39 600 9.12
实施例3 42 595 9.25
实施例4 44 605 9.35
实施例5 47 600 9.30
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种电力用有机复合陶瓷接线柱的制备方法，其特征在于：
所述陶瓷接线柱的制备方法包括如下制备步骤：
(1)备料：以纳米氧化铝、硅橡胶和绢云母为主要原料，以甲基硅油、硬脂酸钠、滑石、有机粘结剂、天青石、硅酸锆、氧化锌和氧化钛为辅助成分，以氧化铁，氧化铌，二氧化锰、硫化剂、氧化铬和氧化镍为添加剂；
各原料的重量份为：
纳米氧化铝10-50份；
硅橡胶10-50份；
绢云母10-50份；
甲基硅油5-15份；
硬脂酸钠5-15份；
滑石5-15份；
有机粘结剂5-15份；
天青石5-15份；
硅酸锆5-15份；
氧化锌5-15份；
氧化钛5-15份；
氧化铁1-3份；
氧化铌1-3份；
二氧化锰1-3份；
硫化剂1-3份；
氧化铬1-3份；
氧化镍1-3份；
(2)预烧：将各原料混合，在150-350摄氏度下预烧1-3小时，得预烧料；
(3)球磨：将预烧料混合，然后加入适量的水，按照预烧料：球：水＝1:2:1，球磨24-48小时；
(4)造粒成型：将球磨料造粒，并冷等静压成型；
(5)烧成：在600-650℃下烧成1-2小时，然后再在1500-1600℃下煅烧1-2小时，即可；
所述纳米氧化铝的粒径为30-70nm。
2.一种如权利要求1所述的电力用有机复合陶瓷接线柱的制备方法，其特征在于：所述预烧在250摄氏度下预烧2小时，得预烧料。
3.一种如权利要求1或2所述的电力用有机复合陶瓷接线柱的制备方法，其特征在于：各原料的重量份为：
纳米氧化铝30份；
硅橡胶30份；
绢云母30份；
甲基硅油9份；
硬脂酸钠9份；
滑石9份；
有机粘结剂9份；
天青石7份；
硅酸锆7份；
氧化锌7份；
氧化钛7份；
氧化铁2份；
氧化铌2份；
二氧化锰2份；
硫化剂2份；
氧化铬1份；
氧化镍1份。
4.一种如权利要求3所述的电力用有机复合陶瓷接线柱的制备方法，其特征在于：所述球磨步骤的时间为36小时。
5.一种如权利要求1所述的电力用有机复合陶瓷接线柱的制备方法，其特征在于：所述烧成在620℃下烧成1.5小时，然后再在1550℃下煅烧1.5小时，即可。
6.一种如权利要求1-5任一项电力用有机复合陶瓷接线柱的制备方法制备的电力用有机复合陶瓷接线柱。
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