高强度铝质电瓷及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电瓷技术领域，特别是涉及一种高强度铝质电瓷及其制备方法。
【背景技术】
[0002]电瓷为瓷质的电绝缘材料，具有良好的绝缘性和机械强度，如瓷绝缘子。瓷绝缘子因其高稳定性、抗腐蚀性等优异性能，在绝缘子行业一直属于应用最为广泛的绝缘材料。作为各种电器设备支撑和绝缘的主体，长期运行过程中，支柱瓷绝缘子要承受导线张力、风力以及短路电流电动力等作用，这些力垂直作用于支柱瓷绝缘子轴线方向，造成弯曲负荷。此夕卜，还有电器重力、支柱元件自重以及运行中可能发生的地震、雷击、温度急变等恶劣自然环境的作用在支柱瓷绝缘子上。因此，随着我国电网超高压、特高压方向的快速发展，电力系统的安全稳定运行对支柱瓷绝缘子的强度尤其抗弯强度提出了更高的要求。
【发明内容】
[0003]基于此，有必要提供一种抗弯强度高的高强度铝质电瓷及其制备方法。
[0004]一种高强度铝质电瓷，原料以质量百分数计，包括以下成分:矾土 45?50%，长石10?15%，粘土 35?45%及稀土氧化物0.2?2%。
[0005]上述高强度铝质电瓷，掺入稀土氧化物，有利于增加电瓷显微结构中莫来石相的生成，针状莫来石穿插于片状刚玉相中，形成网状结构，可显著提高电瓷材料的抗弯强度，电瓷的抗弯强度包括干燥抗弯强度、干燥吸湿抗弯强度、无釉抗弯强度及上釉抗弯强度均有所提高，其中无釉瓷和上釉瓷的抗弯强度均提高20%以上，上述高强度铝质电瓷适用于超尚压、特尚压技术领域。
[0006]在其中一个实施例中，所述稀土氧化物为氧化纪、氧化镧和氧化钟中的至少一种。
[0007]在其中一个实施例中，所述矾土包括以下成分:Al203、Si02、Fe20^Ti02。
[0008]在其中一个实施例中，所述矾土以质量百分数计，包括85?90%的Al2O3,6?10%的 S12,0.5 ?1.5%的 Fe2O3,1.0 ?4.5%的 T120
[0009]在其中一个实施例中，所述粘土包括Si02、Al2O3及Fe 203。
[0010]在其中一个实施例中，所述粘土以质量百分数计，包括54?60%的S12, 30?40 % 的 Al2O3,0.5 ?2.0 % 的 Fe203。
[0011]一种高强度铝质电瓷的制备方法，包括以下步骤:
[0012]提供原料:以质量百分数计，帆土 45?50%，长石10?15%，粘土 35?45%及稀土氧化物0.2?2% ；
[0013]将所述原料混合球磨，除铁，挤压成型，焙烧，得到所述高强度铝质电瓷。
[0014]在其中一个实施例中，所述稀土氧化物为氧化纪、氧化镧、氧化钟中的至少一种。
[0015]在其中一个实施例中，所述球磨得到粒度达45 μm以下的颗粒。
[0016]在其中一个实施例中，所述焙烧的温度为1225±5°C。
【附图说明】
[0017]图1为一实施方式的高强度铝质电瓷的制备方法的流程图。
【具体实施方式】
[0018]为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
[0019]一实施方式的高强度铝质电瓷，原料以质量百分数计，包括以下成分:矾土 45?50%，长石10?15%，粘土 35?45%及稀土氧化物0.2?2%。
[0020]电瓷主要包括长石质瓷、氧化铝瓷以及滑石瓷等其他陶瓷。其中，氧化铝瓷也称为铝质电瓷。铝质电瓷属于多组织材料，主要由刚玉、莫来石、玻璃相和气孔等组成。高强度铝质电瓷材料合理的主晶相应以刚玉、莫来石为主，而石英、玻璃相及气孔相的量较少。
[0021]上述高强度铝质电瓷，掺入稀土氧化物，有利于增加电瓷显微结构中莫来石相的生成，针状莫来石穿插于片状刚玉相中，形成网状结构，可显著提高电瓷材料的抗弯强度，电瓷的抗弯强度包括干燥抗弯强度、干燥吸湿抗弯强度、无釉抗弯强度及上釉抗弯强度均有所提高，其中无釉瓷和上釉瓷的抗弯强度均提高20%以上，上述高强度铝质电瓷适用于超尚压、特尚压技术领域。
[0022]优选的，稀土氧化物为氧化钇、氧化镧和氧化铈中的至少一种。掺入的稀土氧化物中的三价金属离子与三价铝离子的离子半径相差较大，使稀土氧化物在氧化铝中难以固溶，因此其存在于刚玉相中抑制晶粒长大，使电瓷形成致密的显微结构，从而更有利于提高电瓷材料的抗弯强度。
[0023]在其中一个实施例中，矾土包括以下成分:A1203、S12, Fe2O3及T1 2。电瓷抗弯强度随着稀土氧化物掺杂量增大而不断提高，但掺杂量过大时，在固溶体中产生偏析，稀土氧化物和二氧化钛生成钛酸稀土相，反而会影响电瓷的抗弯强度。
[0024]在其中一个实施例中，矾土以质量百分数计，包括85?90%的Al2O3,6?10%的S12,0.5 ?1.5%的 Fe2O3,1.0 ?4.5%的 T120
[0025]长石是钾、钠、钙或钡等碱金属或碱土金属的铝硅酸盐矿物。优选的，长石为钾长石、钠长石、钙长石和钡长石中的至少一种。
[0026]在其中一个实施例中，粘土包括S12、Al2O3及Fe 203。
[0027]在其中一个实施例中，粘土以质量百分数计，包括54?60%的S12, 30?40%的Al2O3,0.5 ?2.0%的 Fe203。
[0028]参照图1，一实施方式的上述高强度铝质电瓷的制备方法，包括以下步骤:
[0029]步骤SllO:提供原料:以质量百分数计，帆土 45?50 %，长石10?15 %，粘土35?45%，稀土氧化物0.2?2% ;
[0030]步骤S120:将原料混合球磨，除铁，挤压成型，焙烧，得到高强度铝质电瓷。
[0031]上述高强度铝质电瓷的制备方法，掺入稀土氧化物，有利于增加电瓷显微结构中莫来石相的生成，针状莫来石穿插于片状刚玉相中，形成网状结构，可显著提高电瓷材料的抗弯强度，电瓷的抗弯强度包括干燥抗弯强度、干燥吸湿抗弯强度、无釉抗弯强度及上釉抗弯强度均有所提高，其中无釉瓷和上釉瓷的抗弯强度均提高20%以上，得到的高强度铝质电瓷适用于超高压、特高压技术领域。
[0032]在其中一个实施例中，稀土氧化物为氧化纪、氧化镧和氧化钟中的至少一种。
[0033]在其中一个实施例中，矾土包括以下成分:A1203、Si02、Fe203及Ti02。在其中一个实施例中，矾土以质量百分数计，包括85?90%的Al2O3,6?10%的S12,0.5?1.5%的Fe2O3,1.0 ?4.5%的 T120
[0034]在其中一个实施例中，粘土包括S12、Al2O3及Fe 203。
[0035]在其中一个实施例中，粘土以质量百分数计，包括54?60%的S12, 30?40%的Al2O3,0.5 ?2.0%的 Fe203。
[0036]在其中一个实施例中，球磨得到粒度达45 μπι以下的颗粒。优选的，球磨得到粒度达45 μm以下占99.9%的颗粒。优选的，球磨工艺采用15t球磨机，球磨的时间为24?48h0
[0037]在其中一个实施例中，除铁的具体步骤为将球磨得到的颗粒经过有磁场强度的磁铁棒组成的磁铁槽进行吸附筛选除铁。
[0038]在其中一个实施例中，焙烧的温度为1225±5°C。焙烧的时间为