CN117550906B - 一种高强度绝缘陶瓷及其制备方法和应用 - Google Patents

一种高强度绝缘陶瓷及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高强度绝缘陶瓷及其制备方法和应用，属于陶瓷材料技术领域，具有高绝缘性、耐磨耐腐蚀性和耐老化特点。本发明利用了具有耐高温、绝缘性质含锆陶瓷纤维通过填料共混改性的方式与表面处理后的玻璃纤维进行共混改性，共混改性后使陶瓷具有更高强度的绝缘性和耐老化性，而且在高强度绝缘材料的制备过程中添加了具有耐磨绝缘性质的云母粉和氧化铝，在烧结助剂的作用下，使制得的陶瓷材料绝缘性和耐磨耐腐蚀性增加，扩大了陶瓷材料在电子产品中的应用范围。

Description

一种高强度绝缘陶瓷及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于陶瓷材料技术领域，涉及一种高强度绝缘陶瓷及其制备方法和应用。
背景技术
陶瓷的传统概念是指所有以粘土等无机非金属矿物为原料的人工工业产品，它包括由粘土或含有粘土的混合物经混炼，成形，煅烧而制成的各种制品。现代陶瓷又称新型陶瓷、精细陶瓷或特种陶瓷，常用非硅酸盐类化工原料或人工合成原料，如氧化物(氧化铝、氧化锆、氧化钛等)和非氧化物(氮化硅、碳化硼等)制造，现有的陶瓷种类很多，现己被广泛用于化工领域、电子领域等。其中氧化铝陶瓷和钛酸钡具有优异的物理化学性能，称为电学领域常用的材料之一。现有技术中氧化铝制备的绝缘电阻值低，绝缘性能不高，降低了产品的耐用性能。
因此，研发出一种具有高强绝缘性、耐高温、耐磨耐腐蚀和耐老化性能的绝缘陶瓷材料是目前电子领域的重要方向。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高强度绝缘陶瓷及其制备方法和应用，具有高绝缘性、耐磨耐腐蚀性和耐老化的特点。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种高强度绝缘陶瓷，所述高强度绝缘陶瓷包括以下重量份的原料：
30-45重量份混合改性填料、10-15重量份云母粉、2-7重量份石英粉、5-10重量份氧化铝、5-10重量份氮化硅和1-5重量份烧结助剂、30-50重量份去离子水。
作为本发明的一种优选技术方案，所述云母粉目数大小为200目，白度为80；所述石英粉目数大小为200目；所述所述烧结助剂为三元助剂中CaO-MgF2-SiO2、BaO-ZrO2-SiO2、MgO-SiO2-ZrO2和BaO-ZrO2-CaO中的至少一种。
作为本发明的一种优选技术方案，所述混合改性填料的制备方法包括以下步骤：
(1)将干燥后的玻璃纤维加入无水乙醇中，超声分散，得到玻璃纤维乙醇分散液，待用；
(2)将偶联剂加入到无水乙醇中，同时加入中和剂，调节pH值，磁力搅拌20min后，得到偶联剂乙醇分散液，待用；
(3)将偶联剂乙醇分散液加入玻璃纤维乙醇分散液中，边加边搅拌均匀，超声分散，加热搅拌3h，结束反应，得到表面改性的玻璃纤维乙醇悬浊液；
(4)将含锆陶瓷纤维分散到氢氧化钠水溶液中，超声分散，搅拌得到含锆陶瓷纤维悬浊液，待用；
(5)将表面改性的玻璃纤维乙醇悬浊液与含锆陶瓷纤维悬浊液按重量配比为1:3的比例混合，在恒温和高速搅拌的条件下进行混合，混合均匀后进行搅拌反应，超声分散15～20min，加热搅拌30～40min，过滤，得到混合改性填料。
作为本发明的一种优选技术方案，在步骤(1)中，所述超声分散时间为15-20min。
作为本发明的一种优选技术方案，在步骤(2)中，所述中和剂为10-20％氢氧化钠水溶液，pH值调节为7-8。
作为本发明的一种优选技术方案，在步骤(3)中，所述超声分散时间为30-40min。
作为本发明的一种优选技术方案，在步骤(4)中，所述超声分散时间为20-30min。
作为本发明的一种优选技术方案，在步骤(5)中，所述恒温温度为70-80℃，高速搅拌的搅拌速度为500-700r/min，搅拌反应时间为2-3h。
作为本发明的一种优选技术方案，所述高强度绝缘陶瓷的制备方法包括以下步骤：
S1、按照重量份数称取云母粉、石英粉、氧化铝和氮化硅，放入研磨机中进行研磨，过筛，再加入混合改性填料和烧结助剂，加入去离子水，升温，超声混合，搅拌均匀，然后在制粒机中加工得到混合粉料，干燥待用；
S2、在氮气保护下，将混合粉料置于模具中，在规定时间内升温，并在该温度下保温；然后在高温下进行煅烧，保温，得到陶瓷毛坯，将毛坯进行脱模和切割后，冷却，得到高强度绝缘陶瓷。
作为本发明的一种优选技术方案，在步骤S1中，所述过筛筛网目数为300-400目，升温温度为150-200℃。
作为本发明的一种优选技术方案，在步骤S2中，所述规定时间为30-50min，升温温度范围为180-200℃，保温时间为30-40min。
作为本发明的一种优选技术方案，在步骤S2中，所述煅烧温度为1300-1400℃，保温时间为2-4h。
本发明的有益效果：
本发明制备的高强度绝缘陶瓷，利用了具有绝缘性质含锆陶瓷纤维通过填料共混改性的方式与表面处理后的玻璃纤维进行共混改性，两者共混改性后作为功能性填料加入，使得制备的陶瓷材料具有更高强度的绝缘性、耐温性和更耐老化的特点。而且在高强度绝缘材料的制备过程中添加了石英粉、云母粉、氮化硅和氧化铝，石英粉、云母粉和氮化硅具有高的绝缘性和耐磨耐腐蚀性，氧化铝具有极强的耐高温性质，各种原料在烧结助剂的协同作用下，使制得的陶瓷材料绝缘性和耐磨耐腐蚀性增加，同时产品能长期保持较高的光滑度，具有较高的耐温性，产品使用寿命延长，更换成本低，从而扩大了陶瓷材料在电子产品中的应用。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合实施例，对依据本发明的具体实施方式、特征及其功效，详细说明如下。
实施例1
一种高强度绝缘陶瓷，所述高强度绝缘陶瓷包括以下重量份的原料：
30重量份混合改性填料、15重量份云母粉、5重量份石英粉、5重量份氧化铝、8重量份氮化硅和3重量份烧结助剂、45重量份去离子水。
所述云母粉目数大小为200目，白度为80；所述石英粉目数大小为200目；所述所述烧结助剂为三元助剂中的CaO-MgF2-SiO2。
所述混合改性填料的制备方法包括以下步骤：
(1)将干燥后的玻璃纤维加入无水乙醇中(玻璃纤维与无水乙醇按重量份配比为1:3)，超声分散15min，得到玻璃纤维乙醇分散液，待用；
(2)将偶联剂KH-550加入到无水乙醇中(偶联剂KH-550与无水乙醇按重量份配比为1:5)，同时加入10％的氢氧化钠水溶液，调节溶液pH值至7.5，磁力搅拌20min后，得到偶联剂乙醇分散液，待用；
(3)将偶联剂乙醇分散液加入玻璃纤维乙醇分散液中(偶联剂乙醇分散液与玻璃纤维乙醇分散液的体积比为1:2)，边加边搅拌均匀，超声分散30min，加热搅拌3h，结束反应，得到表面改性的玻璃纤维乙醇悬浊液；
(4)将含锆陶瓷纤维分散到10％氢氧化钠水溶液中(含锆陶瓷纤维与10％氢氧化钠水溶液按重量份配比为1:4)，超声分散20min，搅拌，得到含锆陶瓷纤维悬浊液，待用；
(5)将表面改性的玻璃纤维乙醇悬浊液与含锆陶瓷纤维悬浊液按重量比为1:3的比例混合，在恒温80℃，搅拌速度为600r/min的条件下进行混合，混合均匀后进行搅拌反应3h，超声分散20min，100℃加热搅拌40min，过滤，得到混合改性填料。
一种高强度绝缘陶瓷，所述高强度绝缘陶瓷的制备方法包括以下步骤：
S1、按照重量份数称取云母粉、石英粉、氧化铝和氮化硅，放入研磨机中进行研磨，300目筛网过筛，再加入混合改性填料和烧结助剂，加入去离子水，升温至170℃，超声混合，搅拌均匀，然后在制粒机中加工得到混合粉料，干燥待用；
S2、在氮气保护下，将混合粉料置于模具中，在30min内升温至200℃，并在该温度下保温40min；然后在高温1300℃下进行煅烧1h，保温3h，得到陶瓷毛坯，将毛坯进行脱模和切割后，冷却，得到高强度绝缘陶瓷。
实施例2
一种高强度绝缘陶瓷，所述高强度绝缘陶瓷包括以下重量份的原料：
35重量份混合改性填料、15重量份云母粉、5重量份石英粉、7重量份氧化铝、8重量份氮化硅和3重量份烧结助剂、45重量份去离子水。
所述云母粉目数大小为200目，白度为80；所述石英粉目数大小为200目；所述所述烧结助剂为三元助剂中的BaO-ZrO2-SiO2。
所述混合改性填料的制备方法包括以下步骤：
(1)将干燥后的玻璃纤维加入无水乙醇中(玻璃纤维与无水乙醇按重量份配比为1:3)，超声分散15min，得到玻璃纤维乙醇分散液，待用；
(2)将偶联剂KH-550加入到无水乙醇中(偶联剂KH-550与无水乙醇按重量份配比为1:5)，同时加入10％的氢氧化钠水溶液，调节溶液pH值至7.5，磁力搅拌20min后，得到偶联剂乙醇分散液，待用；
(3)将偶联剂乙醇分散液加入玻璃纤维乙醇分散液中(偶联剂乙醇分散液与玻璃纤维乙醇分散液的体积比为1:2)，边加边搅拌均匀，超声分散30min，加热搅拌3h，结束反应，得到表面改性的玻璃纤维乙醇悬浊液；
(4)将含锆陶瓷纤维分散到10％氢氧化钠水溶液中(含锆陶瓷纤维与10％氢氧化钠水溶液按重量份配比为1:4)，超声分散20min，搅拌，得到含锆陶瓷纤维悬浊液，待用；
(5)将表面改性的玻璃纤维乙醇悬浊液与含锆陶瓷纤维悬浊液按重量比为1:3的比例混合，在恒温80℃，搅拌速度为600r/min的条件下进行混合，混合均匀后进行搅拌反应3h，超声分散20min，100℃加热搅拌40min，过滤，得到混合改性填料。
一种高强度绝缘陶瓷，所述高强度绝缘陶瓷的制备方法包括以下步骤：
S1、按照重量份数称取云母粉、石英粉、氧化铝和氮化硅，放入研磨机中进行研磨，300目筛网过筛，再加入混合改性填料和烧结助剂，加入去离子水，升温至170℃，超声混合，搅拌均匀，然后在制粒机中加工得到混合粉料，干燥待用；
S2、在氮气保护下，将混合粉料置于模具中，在30min内升温至200℃，并在该温度下保温40min；然后在高温1300℃下进行煅烧1h，保温3h，得到陶瓷毛坯，将毛坯进行脱模和切割后，冷却，得到高强度绝缘陶瓷。
实施例3
一种高强度绝缘陶瓷，所述高强度绝缘陶瓷包括以下重量份的原料：
40重量份混合改性填料、15重量份云母粉、5重量份石英粉、8重量份氧化铝、8重量份氮化硅和3重量份烧结助剂、45重量份去离子水。
所述云母粉目数大小为200目，白度为80；所述石英粉目数大小为200目；所述所述烧结助剂为三元助剂中的MgO-SiO2-ZrO2。
所述混合改性填料的制备方法包括以下步骤：
(1)将干燥后的玻璃纤维加入无水乙醇中(玻璃纤维与无水乙醇按重量份配比为1:3)，超声分散15min，得到玻璃纤维乙醇分散液，待用；
(2)将偶联剂KH-550加入到无水乙醇中(偶联剂KH-550与无水乙醇按重量份配比为1:5)，同时加入10％的氢氧化钠水溶液，调节溶液pH值至7.5，磁力搅拌20min后，得到偶联剂乙醇分散液，待用；
(3)将偶联剂乙醇分散液加入玻璃纤维乙醇分散液中(偶联剂乙醇分散液与玻璃纤维乙醇分散液的体积比为1:2)，边加边搅拌均匀，超声分散30min，加热搅拌3h，结束反应，得到表面改性的玻璃纤维乙醇悬浊液；
(4)将含锆陶瓷纤维分散到10％氢氧化钠水溶液中(含锆陶瓷纤维与10％氢氧化钠水溶液按重量份配比为1:4)，超声分散20min，搅拌，得到含锆陶瓷纤维悬浊液，待用；
(5)将表面改性的玻璃纤维乙醇悬浊液与含锆陶瓷纤维悬浊液按重量比为1:3的比例混合，在恒温80℃，搅拌速度为600r/min的条件下进行混合，混合均匀后进行搅拌反应3h，超声分散20min，100℃加热搅拌40min，过滤，得到混合改性填料。
一种高强度绝缘陶瓷，所述高强度绝缘陶瓷的制备方法包括以下步骤：
S1、按照重量份数称取云母粉、石英粉、氧化铝和氮化硅，放入研磨机中进行研磨，300目筛网过筛，再加入混合改性填料和烧结助剂，加入去离子水，升温至170℃，超声混合，搅拌均匀，然后在制粒机中加工得到混合粉料，干燥待用；
S2、在氮气保护下，将混合粉料置于模具中，在30min内升温至200℃，并在该温度下保温40min；然后在高温1300℃下进行煅烧1h，保温3h，得到陶瓷毛坯，将毛坯进行脱模和切割后，冷却，得到高强度绝缘陶瓷。
实施例4
一种高强度绝缘陶瓷，所述高强度绝缘陶瓷包括以下重量份的原料：
45重量份混合改性填料、15重量份云母粉、5重量份石英粉、10重量份氧化铝、8重量份氮化硅和3重量份烧结助剂、45重量份去离子水。
所述云母粉目数大小为200目，白度为80；所述石英粉目数大小为200目；所述所述烧结助剂为三元助剂中的BaO-ZrO2-CaO。
所述混合改性填料的制备方法包括以下步骤：
(1)将干燥后的玻璃纤维加入无水乙醇中(玻璃纤维与无水乙醇按重量份配比为1:3)，超声分散15min，得到玻璃纤维乙醇分散液，待用；
(2)将偶联剂KH-550加入到无水乙醇中(偶联剂KH-550与无水乙醇按重量份配比为1:5)，同时加入10％的氢氧化钠水溶液，调节溶液pH值至7.5，磁力搅拌20min后，得到偶联剂乙醇分散液，待用；
(3)将偶联剂乙醇分散液加入玻璃纤维乙醇分散液中(偶联剂乙醇分散液与玻璃纤维乙醇分散液的体积比为1:2)，边加边搅拌均匀，超声分散30min，加热搅拌3h，结束反应，得到表面改性的玻璃纤维乙醇悬浊液；
(4)将含锆陶瓷纤维分散到10％氢氧化钠水溶液中(含锆陶瓷纤维与10％氢氧化钠水溶液按重量份配比为1:4)，超声分散20min，搅拌，得到含锆陶瓷纤维悬浊液，待用；
(5)将表面改性的玻璃纤维乙醇悬浊液与含锆陶瓷纤维悬浊液按重量比为1:3的比例混合，在恒温80℃，搅拌速度为600r/min的条件下进行混合，混合均匀后进行搅拌反应3h，超声分散20min，100℃加热搅拌40min，过滤，得到混合改性填料。
一种高强度绝缘陶瓷，所述高强度绝缘陶瓷的制备方法包括以下步骤：
S1、按照重量份数称取云母粉、石英粉、氧化铝和氮化硅，放入研磨机中进行研磨，300目筛网过筛，再加入混合改性填料和烧结助剂，加入去离子水，升温至170℃，超声混合，搅拌均匀，然后在制粒机中加工得到混合粉料，干燥待用；
S2、在氮气保护下，将混合粉料置于模具中，在30min内升温至200℃，并在该温度下保温40min；然后在高温1300℃下进行煅烧1h，保温3h，得到陶瓷毛坯，将毛坯进行脱模和切割后，冷却，得到高强度绝缘陶瓷。
对比例1
与实施例1相比，对比例1的区别之处在于，将混合改性填料用表面改性玻璃纤维替代。
一种高强度绝缘陶瓷，所述高强度绝缘陶瓷包括以下重量份的原料：
30重量份表面改性玻璃纤维、15重量份云母粉、5重量份石英粉、5重量份氧化铝、8重量份氮化硅和3重量份烧结助剂、45重量份去离子水。
所述云母粉目数大小为200目，白度为80；所述石英粉目数大小为200目；所述所述烧结助剂为三元助剂中的CaO-MgF2-SiO2。
所述表面改性玻璃纤维的制备方法包括以下步骤：
(1)将干燥后的玻璃纤维加入无水乙醇中(玻璃纤维与无水乙醇按重量份配比为1:3)，超声分散15min，得到玻璃纤维乙醇分散液，待用；
(2)将偶联剂KH-550加入到无水乙醇中(偶联剂KH-550与无水乙醇按重量份配比为1:5)，同时加入10％的氢氧化钠水溶液，调节溶液pH值至7.5，磁力搅拌20min后，得到偶联剂乙醇分散液，待用；
(3)将偶联剂乙醇分散液加入玻璃纤维乙醇分散液中(偶联剂乙醇分散液与玻璃纤维乙醇分散液的体积比为1:2)，边加边搅拌均匀，超声分散30min，加热搅拌3h，结束反应，静置、过滤，得到表面改性的玻璃纤维。
一种高强度绝缘陶瓷，所述高强度绝缘陶瓷的制备方法包括以下步骤：
S1、按照重量份数称取云母粉、石英粉、氧化铝和氮化硅，放入研磨机中进行研磨，300目筛网过筛，再加入表面改性玻璃纤维和烧结助剂，加入去离子水，升温至170℃，超声混合，搅拌均匀，然后在制粒机中加工得到混合粉料，干燥待用；
S2、在氮气保护下，将混合粉料置于模具中，在30min内升温至200℃，并在该温度下保温40min；然后在高温1300℃下进行煅烧1h，保温3h，得到陶瓷毛坯，将毛坯进行脱模和切割后，冷却，得到高强度绝缘陶瓷。
对比例2
与实施例1相比，对比例2的区别之处在于，将混合改性填料直接用含锆陶瓷纤维替代。
一种高强度绝缘陶瓷，所述高强度绝缘陶瓷包括以下重量份的原料：
30重量份含锆陶瓷纤维、15重量份云母粉、5重量份石英粉、5重量份氧化铝、8重量份氮化硅和3重量份烧结助剂、45重量份去离子水。
所述云母粉目数大小为200目，白度为80；所述石英粉目数大小为200目；所述所述烧结助剂为三元助剂中的CaO-MgF2-SiO2。
一种高强度绝缘陶瓷，所述高强度绝缘陶瓷的制备方法包括以下步骤：
S1、按照重量份数称取云母粉、石英粉、氧化铝和氮化硅，放入研磨机中进行研磨，300目筛网过筛，再加入含锆陶瓷纤维和烧结助剂，加入去离子水，升温至170℃，超声混合，搅拌均匀，然后在制粒机中加工得到混合粉料，干燥待用；
S2、在氮气保护下，将混合粉料置于模具中，在30min内升温至200℃，并在该温度下保温40min；然后在高温1300℃下进行煅烧1h，保温3h，得到陶瓷毛坯，将毛坯进行脱模和切割后，冷却，得到高强度绝缘陶瓷。
对比例3
与实施例1相比，对比例3的区别之处在于，不添加混合改性填料。一种高强度绝缘陶瓷，所述高强度绝缘陶瓷包括以下重量份的原料：
30重量份云母粉、15重量份石英粉、10重量份氧化铝、8重量份氮化硅和3重量份烧结助剂、45重量份去离子水。
所述云母粉目数大小为200目，白度为80；所述石英粉目数大小为200目；所述所述烧结助剂为三元助剂中的CaO-MgF2-SiO2。
一种高强度绝缘陶瓷，所述高强度绝缘陶瓷的制备方法包括以下步骤：
S1、按照重量份数称取云母粉、石英粉、氧化铝和氮化硅，放入研磨机中进行研磨，300目筛网过筛，再加入烧结助剂和去离子水，升温至170℃，超声混合，搅拌均匀，然后在制粒机中加工得到混合粉料，干燥待用；
S2、在氮气保护下，将混合粉料置于模具中，在30min内升温至200℃，并在该温度下保温40min；然后在高温1300℃下进行煅烧1h，保温3h，得到陶瓷毛坯，将毛坯进行脱模和切割后，冷却，得到高强度绝缘陶瓷。
对比例4
与实施例1相比，对比例4的区别之处在于，不添加云母粉。
一种高强度绝缘陶瓷，所述高强度绝缘陶瓷包括以下重量份的原料：
30重量份混合改性填料、10重量份石英粉、15重量份氧化铝、8重量份氮化硅和3重量份烧结助剂、45重量份去离子水。
所述石英粉目数大小为200目；所述所述烧结助剂为三元助剂中的CaO-MgF2-SiO2。
所述混合改性填料的制备方法包括以下步骤：
(1)将干燥后的玻璃纤维加入无水乙醇中(玻璃纤维与无水乙醇按重量份配比为1:3)，超声分散15min，得到玻璃纤维乙醇分散液，待用；
(2)将偶联剂KH-550加入到无水乙醇中(偶联剂KH-550与无水乙醇按重量份配比为1:5)，同时加入10％的氢氧化钠水溶液，调节溶液pH值至7.5，磁力搅拌20min后，得到偶联剂乙醇分散液，待用；
(3)将偶联剂乙醇分散液加入玻璃纤维乙醇分散液中(偶联剂乙醇分散液与玻璃纤维乙醇分散液的体积比为1:2)，边加边搅拌均匀，超声分散30min，加热搅拌3h，结束反应，得到表面改性的玻璃纤维乙醇悬浊液；
(4)将含锆陶瓷纤维分散到10％氢氧化钠水溶液中(含锆陶瓷纤维与10％氢氧化钠水溶液按重量份配比为1:4)，超声分散20min，搅拌，得到含锆陶瓷纤维悬浊液，待用；
(5)将表面改性的玻璃纤维乙醇悬浊液与含锆陶瓷纤维悬浊液按重量比为1:3的比例混合，在恒温80℃，搅拌速度为600r/min的条件下进行混合，混合均匀后进行搅拌反应3h，超声分散20min，100℃加热搅拌40min，过滤，得到混合改性填料。
一种高强度绝缘陶瓷，所述高强度绝缘陶瓷的制备方法包括以下步骤：
S1、按照重量份数称取石英粉、氧化铝和氮化硅，放入研磨机中进行研磨，300目筛网过筛，再加入混合改性填料和烧结助剂，加入去离子水，升温至170℃，超声混合，搅拌均匀，然后在制粒机中加工得到混合粉料，干燥待用；
S2、在氮气保护下，将混合粉料置于模具中，在30min内升温至200℃，并在该温度下保温40min；然后在高温1300℃下进行煅烧1h，保温3h，得到陶瓷毛坯，将毛坯进行脱模和切割后，冷却，得到高强度绝缘陶瓷。
对比例5
与实施例1相比，对比例5的区别之处在于，不添加氧化铝。
一种高强度绝缘陶瓷，所述高强度绝缘陶瓷包括以下重量份的原料：
30重量份混合改性填料、15重量份云母粉、10重量份石英粉、8重量份氮化硅和3重量份烧结助剂、45重量份去离子水。
所述云母粉目数大小为200目，白度为80；所述石英粉目数大小为200目；所述所述烧结助剂为三元助剂中的CaO-MgF2-SiO2。
所述混合改性填料的制备方法包括以下步骤：
(1)将干燥后的玻璃纤维加入无水乙醇中(玻璃纤维与无水乙醇按重量份配比为1:3)，超声分散15min，得到玻璃纤维乙醇分散液，待用；
(2)将偶联剂KH-550加入到无水乙醇中(偶联剂KH-550与无水乙醇按重量份配比为1:5)，同时加入10％的氢氧化钠水溶液，调节溶液pH值至7.5，磁力搅拌20min后，得到偶联剂乙醇分散液，待用；
(3)将偶联剂乙醇分散液加入玻璃纤维乙醇分散液中(偶联剂乙醇分散液与玻璃纤维乙醇分散液的体积比为1:2)，边加边搅拌均匀，超声分散30min，加热搅拌3h，结束反应，得到表面改性的玻璃纤维乙醇悬浊液；
(4)将含锆陶瓷纤维分散到10％氢氧化钠水溶液中(含锆陶瓷纤维与10％氢氧化钠水溶液按重量份配比为1:4)，超声分散20min，搅拌，得到含锆陶瓷纤维悬浊液，待用；
(5)将表面改性的玻璃纤维乙醇悬浊液与含锆陶瓷纤维悬浊液按重量比为1:3的比例混合，在恒温80℃，搅拌速度为600r/min的条件下进行混合，混合均匀后进行搅拌反应3h，超声分散20min，100℃加热搅拌40min，过滤，得到混合改性填料。
一种高强度绝缘陶瓷，所述高强度绝缘陶瓷的制备方法包括以下步骤：
S1、按照重量份数称取云母粉、石英粉和氮化硅，放入研磨机中进行研磨，300目筛网过筛，再加入混合改性填料和烧结助剂，加入去离子水，升温至170℃，超声混合，搅拌均匀，然后在制粒机中加工得到混合粉料，干燥待用；
S2、在氮气保护下，将混合粉料置于模具中，在30min内升温至200℃，并在该温度下保温40min；然后在高温1300℃下进行煅烧1h，保温3h，得到陶瓷毛坯，将毛坯进行脱模和切割后，冷却，得到高强度绝缘陶瓷。
将本发明实施例1-4及对比例1-5中所制备的高强度绝缘陶瓷作为试样进行介电常数和击穿电压的测试，结果如下表1所述。
表1
击穿电压/KV 绝缘电阻/Ω 使用3年后表面情况
实施例1 56.7 4.8×1011 光滑
实施例2 58.7 5.2×1011 光滑
实施例3 58.2 5.1×1011 光滑
实施例4 59.1 5.5×1011 光滑
对比例1 46.3 4.2×1011 粗糙
对比例2 46.5 4.1×1011 光滑
对比例3 42.7 3.8×1011 蚀点
对比例4 50.6 3.9×1011 粗糙
对比例5 52.8 4.0×1011 蚀点
从表1结果中可以看出，本发明制备的高强度绝缘陶瓷，在玻璃纤维与含锆陶瓷纤维改性共混作为功能填料与云母粉、氧化铝等各种原料的共同配合作用下，陶瓷的绝缘性能显著提高，即使在强电作用下，也不会发生击穿的现象，提高了产品的安全性能；同时产品的耐磨耐腐蚀性能有效提高，产品能长期保持较高的光滑度，使用寿命大大延长，老化程度降低，因此降低了更换成本，在绝缘陶瓷材料中作为绝缘子在电子领域具有广泛应用。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种高强度绝缘陶瓷，其特征在于：所述高强度绝缘陶瓷包括以下重量份的原料：30-45重量份混合改性填料、10-15重量份云母粉、2-7重量份石英粉、5-10重量份氧化铝、5-10重量份氮化硅和1-5重量份烧结助剂、30-50重量份去离子水；
其中所述混合改性填料的制备方法包括以下步骤：
(1)将干燥后的玻璃纤维加入无水乙醇中，超声分散，得到玻璃纤维乙醇分散液，待用；
(2)将偶联剂加入到无水乙醇中，同时加入中和剂，调节pH值，磁力搅拌20min后，得到偶联剂乙醇分散液，待用；
(3)将偶联剂乙醇分散液加入玻璃纤维乙醇分散液中，边加边搅拌均匀，超声分散，加热搅拌3h，结束反应，得到表面改性的玻璃纤维乙醇悬浊液；
(4)将含锆陶瓷纤维分散到氢氧化钠水溶液中，超声分散，搅拌得到含锆陶瓷纤维悬浊液，待用；
(5)将表面改性的玻璃纤维乙醇悬浊液与含锆陶瓷纤维悬浊液按重量比为1:3的比例混合，在恒温和高速搅拌的条件下进行混合，混合均匀后进行搅拌反应，超声分散15～20min，加热搅拌30～40min，过滤，得到混合改性填料；
所述云母粉目数大小为200目，白度为80；
所述烧结助剂为三元助剂中CaO-MgF2-SiO2、BaO-ZrO2-SiO2、MgO-SiO2-ZrO2和BaO-ZrO2-CaO中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的一种高强度绝缘陶瓷，其特征在于：所述石英粉目数大小为200目。
3.一种如权利要求1-2任一项所述的高强度绝缘陶瓷的制备方法，其特征在于：所述高强度绝缘陶瓷的制备方法包括以下步骤：
S1、按照重量份数称取云母粉、石英粉、氧化铝和氮化硅，放入研磨机中进行研磨，过筛，再加入混合改性填料和烧结助剂，加入去离子水，升温，超声混合，搅拌均匀，然后在制粒机中加工得到混合粉料，干燥待用；
S2、在氮气保护下，将混合粉料置于模具中，在规定时间内升温，并在该温度下保温，然后在高温下进行煅烧，保温，得到陶瓷毛坯，将毛坯进行脱模和切割后，冷却，得到高强度绝缘陶瓷。
4.一种如权利要求1-2任一项所述的高强度绝缘陶瓷的应用，其特征在于：所述高强度绝缘陶瓷应用于绝缘子。
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