專利名稱：半導(dǎo)電性釉、該釉的制造方法和使用該釉的絕緣子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及施用于磁絕緣子的表面構(gòu)成導(dǎo)電釉絕緣子的半導(dǎo)電性釉、該釉的制造方法和施用了該釉的絕緣子。
背景技術(shù)：
迄今為止，在磁絕緣子的表面施用釉，利用絕緣子和釉的熱膨脹率的差(一般情況下，絕緣子高，釉低)，表現(xiàn)出釉壓縮絕緣子的所謂加壓效果，從而提高絕緣子的強(qiáng)度。在這種釉中，有若干電流流到絕緣子表面，為了除去附著在絕緣子表面的污損物，特別是改善污損時(shí)的電絕緣特性，一直使用半導(dǎo)電性釉。
作為這種半導(dǎo)電性釉，本申請(qǐng)人公開了燒結(jié)的氧化錫-氧化銻系導(dǎo)電釉(參見專利文獻(xiàn)1)。還公開了氧化錫-氧化銻-氧化鈮系導(dǎo)電釉(參見專利文獻(xiàn)2)。進(jìn)一步公開了規(guī)定了ρ分布的氧化錫-氧化銻系導(dǎo)電釉(參見專利文獻(xiàn)3)。
專利文獻(xiàn)1特公昭49-3816號(hào)公報(bào)(第6頁)專利文獻(xiàn)2特公昭55-37804號(hào)公報(bào)(第1頁)特性文獻(xiàn)3特公昭59-23051號(hào)公報(bào)(第1頁)上述導(dǎo)電釉的膨脹率都高達(dá)例如0.32％左右。但是，和以前一樣，只要將這些導(dǎo)電釉與熱膨脹率高的坯料，例如熱膨脹率0.42％左右的方晶石坯料組合，熱膨脹率的差就達(dá)到0.10％左右，不能得到涂覆釉產(chǎn)生的充分的加壓效果。
但是，近年來，例如熱膨脹率0.38％左右的非方晶石坯料一直用在LP絕緣子、SP絕緣子、瓷管等中，在該場合，如果使用上述以前的導(dǎo)電釉，則熱膨脹率差減小為0.06％，出現(xiàn)了加壓效果隨其減少的問題。結(jié)果存在絕緣子的強(qiáng)度降低，不能達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度的問題。
本發(fā)明的目的在于解決上述課題，提供不使其它釉特性降低、熱膨脹率低、通過施用在絕緣子上，可以得到高機(jī)械強(qiáng)度的半導(dǎo)電性釉、該釉的制造方法和施用了該釉的絕緣子。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的半導(dǎo)電性釉的特征在于，相對(duì)于100wt％包括KNaO-MgO-CaO-Al2O3-SiO2系基釉和含氧化錫、氧化銻的金屬氧化物的釉組合物，添加10wt％以下的熔劑，所述基釉用塞格爾釉式表示，其堿性成分含KNaO0.1～0.4、MgO0.2～0.6、CaO余量。
上述本發(fā)明的半導(dǎo)電性釉由于將構(gòu)成釉組合物的基釉的組成用塞格爾釉式表示，限定為KNaO0.1～0.4、MgO0.2～0.6、CaO余量，以及相對(duì)于100wt％釉組合物，添加10wt％以下的熔劑的協(xié)同作用，從而不使其它釉特性降低，熱膨脹率低，通過施用在絕緣子上，可以得到高的機(jī)械強(qiáng)度，也可以使釉的表面狀態(tài)良好。
另外，在上述本發(fā)明的半導(dǎo)電性釉中，熔劑是氧化硼，用塞格爾釉式表示，基釉進(jìn)一步是Al2O30.5～0.9、SiO24～7的范圍，釉組合物包括60～80wt％的基釉和40～20wt％的金屬氧化物，金屬氧化物中氧化銻的量為2～15wt％，和金屬氧化物中的5wt％以下是氧化鈮，都可以更好地實(shí)施本發(fā)明，所以是優(yōu)選的方式。
另外，本發(fā)明的半導(dǎo)電性釉的制造方法，在混合規(guī)定量的包括基釉和金屬氧化物的釉組合物和熔劑的原料，往混合物中加入水，泥漿化來制造釉的半導(dǎo)電性釉的制造方法中，將釉組合物和熔劑的原料粒子微細(xì)化，使粒徑10μm以上的粗大粒子為15wt％以下。
上述本發(fā)明的半導(dǎo)電性釉的制造方法通過將原料粒子微細(xì)化使得粒徑10μm以上的粗大粒子為15wt％以下，從而不使其它釉特性降低，熱膨脹率低，通過施用在絕緣子上，可以得到高的機(jī)械強(qiáng)度，也可以使釉的表面狀態(tài)良好。
另外，在上述本發(fā)明的半導(dǎo)電性釉中，作為Ca源使用硅灰石時(shí)，可以更好地實(shí)施本發(fā)明，因此是優(yōu)選的方式。
而且，施用了本發(fā)明的半導(dǎo)電性釉的絕緣子的特征是在絕緣子主體的表面施用半導(dǎo)電性釉。該施用了本發(fā)明的半導(dǎo)電性釉的絕緣子即使絕緣子的坯料的熱膨脹系數(shù)低，也可以得到高的機(jī)械強(qiáng)度。
實(shí)施發(fā)明的方式成為本發(fā)明的半導(dǎo)電性釉的特征的構(gòu)成在于，首先，作為構(gòu)成釉組合物的基釉，使用用塞格爾釉式表示，堿性成分含KNaO0.1～0.4、MgO0.2～0.6、CaO余量的KNaO-MgO-CaO-Al2O3-SiO2系基釉，其次，相對(duì)于100wt％釉組合物，添加10wt％以下的熔劑。另外，在此所謂塞格爾釉式是指釉的各成分的書寫方法的一個(gè)實(shí)例，特別是指在釉的成分書寫中使用的化學(xué)式。
在此，之所以用塞格爾釉式表示，將KNaO限定為0.1～0.4，從后述的實(shí)施例也可以看出，是由于KNaO如果低于0.1，釉的溶化惡化，同時(shí)，如果KNaO超過0.4的話，熱膨脹率不能達(dá)到要求的低熱膨脹率。另外，KNaO的范圍如果用塞格爾釉式表示為0.2～0.35，是更優(yōu)選的。再有，之所以用塞格爾釉式表示，將MgO限定為0.2～0.6，從后述的實(shí)施例也可以看出，是由于MgO如果低于0.2，釉熱膨脹率不能達(dá)到要求的低熱膨脹率，同時(shí)，如果MgO超過0.6，釉的電阻增加，釉的溶化惡化。另外，MgO的范圍用塞格爾釉式表示，如果為0.25～0.5的范圍，是更優(yōu)選的。
在本發(fā)明的目的半導(dǎo)電性釉中，如果釉的溶化惡化，基于氣泡，在表面可以形成外觀目視可以確認(rèn)的凹凸部分，該凹凸部分在實(shí)際使用時(shí)，由于流到表面的電流，造成碎缺等，從而成了問題。另外，如果釉的熱膨脹率高而不能達(dá)到要求的低熱膨脹率的話，作為例如在近年來使用的強(qiáng)烈要求低熱膨脹率的非方晶石坯料的表面使用的導(dǎo)電釉，如果使用該釉，由于不能得到充分的破壞載荷，因而成了問題。
另外，在KNaO-MgO-CaO-Al2O3-SiO2系基釉中，用塞格爾釉式表示，進(jìn)一步將Al2O3限定為0.5～0.9、SiO2限定為4～7是優(yōu)選的方式。在此，之所以優(yōu)選把Al2O3限定為0.5～0.9，是因?yàn)槿绻陀?.5，則熱膨脹率有時(shí)增高，同時(shí)，如果超過0.9，溶化有時(shí)會(huì)惡化。而且，之所以優(yōu)選把SiO2限定為4～7，是因?yàn)槿绻陀?，熱膨脹率有時(shí)會(huì)增高，同時(shí)，如果超過7，溶化有時(shí)會(huì)惡化。
另外，對(duì)于構(gòu)成釉組合物的基釉和金屬氧化物的混合比率，沒有特別的限定，可以為和以前的釉一樣的混合比率，作為一個(gè)例子，可以由60～80wt％、更優(yōu)選65～75wt％的基釉和40～20wt％、更優(yōu)選35～25wt％的金屬氧化物構(gòu)成。而且，對(duì)于金屬氧化物中的氧化錫和氧化銻的添加量，也沒有特別的限定，可以為和以前的金屬氧化物一樣的添加量，作為一個(gè)例子，氧化銻可以構(gòu)成為2～15wt％。還有，作為金屬氧化物，也可以進(jìn)一步含有5wt％以下的氧化鈮。通過以上的混合比率、添加量，可以提供表面電阻率、電阻溫度特性、耐電蝕性等良好的半導(dǎo)電性釉。
其次，對(duì)于釉組合物，熔劑之所以優(yōu)選添加氧化硼，是因?yàn)橥ㄟ^熔劑的熔融作用，使釉的溶化良好。在此，之所以相對(duì)于100wt％釉組合物，將熔劑添加量限定為10wt％以下，優(yōu)選將硼成分換算為氧化硼，將添加量限定為10wt％以下，是因?yàn)槿绻^10wt％，釉的電阻升高，釉的熱膨脹率增加。
而且，本發(fā)明的半導(dǎo)電性釉的制造方法的作為特征的構(gòu)成是，將釉組合物和熔劑的原料粒子微細(xì)化，使粒徑10μm以上的粗大粒子為15wt％以下。在此，將釉組合物和熔劑的原料粒子微細(xì)化，使粒徑10μm以上的粗大粒子為15wt％以下，是為了改善釉的溶化。再有，作為Ca源使用硅灰石，與通常使用碳酸鈣作為Ca源的場合相比，是為了改善發(fā)泡狀態(tài)。
實(shí)施例下面就實(shí)施例進(jìn)行說明。
實(shí)施例1混合94wt％氧化錫、5wt％氧化銻和1wt％氧化鈮，來準(zhǔn)備金屬氧化物。另外，準(zhǔn)備用塞格爾釉式表示，化學(xué)組成為含有混合達(dá)到下面表1所示的值的KNaO、MgO、CaO，進(jìn)一步含有0.7Al2O3、5.0SiO2的基釉。其次，將準(zhǔn)備的金屬氧化物30wt％、基釉70wt％混合，準(zhǔn)備釉組合物。之后，相對(duì)于100wt％釉組合物，添加作為熔劑的氧化硼為下面表1所示的值，進(jìn)一步加入65wt％水，用球磨粉碎、混合，如下面表1所示，制作本發(fā)明例和比較例的半導(dǎo)電性釉的泥漿。
將制作的本發(fā)明例和比較例的半導(dǎo)電性釉的泥漿施用到20mm×40mm×60mm的板狀試樣上，以使施釉厚度達(dá)到0.3～0.4mm，干燥后，在最高溫度1275℃煅燒。對(duì)所得試樣測定表面電阻率，同時(shí)用肉眼觀察檢查外觀。表面電阻率的測定通過在表面以1cm間隔設(shè)置電極，在電極間流過規(guī)定的電流來測定。表面電阻率如果高到不能測定，則作為導(dǎo)電釉不能發(fā)揮作用，表面電阻率最大也必須為1000MΩ左右。另外，在外觀的目視檢查中，基于氣泡，通過用目視檢查產(chǎn)生的凹凸部分。然后，在下面的表1中，把完全沒有發(fā)現(xiàn)凹凸部分的記載為◎，把發(fā)現(xiàn)若干凹凸部分，但在規(guī)定值以下沒有問題的記載為○，把發(fā)現(xiàn)凹凸部分大多數(shù)在規(guī)定值以上，有問題的記載為×。
另一方面，將制作的本發(fā)明例和比較例的半導(dǎo)電性釉施用到由非方晶石坯料組成的卷筒直徑105mm的77kV用發(fā)電廠柱狀絕緣子成形體上，干燥后，在最高溫度1275℃煅燒。煅燒后，與規(guī)定的金屬零件水泥粘結(jié)，通過彎曲破壞試驗(yàn)，求出破壞載荷。破壞載荷越大越好，該破壞載荷大成為表示使用的半導(dǎo)電性釉的熱膨脹率低的指標(biāo)。結(jié)果示于下面的表1中。
表1

(注)-不能測定從表1的結(jié)果，將本發(fā)明例和比較例比較可以看出，需要將基釉的組成定為，用塞格爾釉式表示，堿性成分為KNaO0.1～0.4、MgO0.2～0.6、CaO余量，以及相對(duì)于100wt％釉組合物，添加10wt％以下作為熔劑的氧化硼。另外，通過比較本發(fā)明例，也可以看出，用塞格爾釉式表示，KNaO0.2～0.35，以及MgO0.25～0.5是優(yōu)選的。
實(shí)施例2作為優(yōu)選的方式，為了研究基釉中的Al2O3和SiO2的效果，相對(duì)于100wt％釉組合物，將作為熔劑的氧化硼的添加量固定為3wt％，用塞格爾釉式，將基釉的KNaO、MgO、CaO固定為0.25KNaO-0.4MgO-0.35CaO，在此狀態(tài)下，如下面的表2所示，改變Al2O3和SiO2的量來制作半導(dǎo)電性釉。使用制作的半導(dǎo)電性釉，和實(shí)施例1一樣，求出試樣的表面電阻率、外觀和制品的破壞載荷。結(jié)果示于下面的表2中。另外，在表2中，外觀的△表示發(fā)現(xiàn)許多凹凸部分但可以使用的最低限的狀態(tài)。
表2

從表2的結(jié)果可以看出，基釉中的Al2O3和SiO2的量優(yōu)選用塞格爾釉式表示，Al2O30.5～0.9，SiO24～7。
實(shí)施例3作為制造方法的優(yōu)選方式，為了研究成為構(gòu)成基釉的CaO的Ca源的原料以及釉組合物和熔劑的原料的粉碎粒徑的效果，在相對(duì)于100wt％釉組合物，將作為熔劑的氧化硼的添加量固定為3wt％，將基釉的組成用塞格爾釉式固定為0.25KNaO-0.4MgO-0.35CaO-5SiO2-0.7Al2O3的狀態(tài)下，如下面的表3所示，改變Ca源原料和粉碎的粒徑，來制作半導(dǎo)電性釉。在此，對(duì)于Ca源原料，將硅灰石與以前使用的碳酸鈣比較。另外，用粉碎粒子測定機(jī)(セディグラフ)求出粉碎的粒徑為10μm以上的粒子的wt％有多少。使用制作的半導(dǎo)電性釉，和實(shí)施例1一樣，求出試樣的表面電阻率、外觀和制品的破壞載荷。結(jié)果示于下面的表3中。另外，在表3中，外觀的△表示發(fā)現(xiàn)許多凹凸部分但是可使用的最低限的狀態(tài)。
表3

從表3的結(jié)果可以看出，首先，優(yōu)選使釉組合物和熔劑的原料的粉碎粒徑的10μm以上的粒子達(dá)到15wt％以下。還可以看出，作為構(gòu)成基釉的CaO的Ca源原料，優(yōu)選使用硅灰石。
本發(fā)明不僅限于上述的實(shí)施例，可以有許多的改變。例如，在上述實(shí)施例中，作為熔劑，顯示了氧化硼的例子，但也可使用以前作為熔劑已知的其它材料，如氧化鈦、氧化鍶、氧化鋇、氧化鋰等，當(dāng)然可以取得和氧化硼一樣的效果。另外，在上述實(shí)施例中，作為堿性成分，顯示出了KNaO、MgO、CaO3種成分，當(dāng)然也可以再含有其它微量的氧化鐵、氧化鈦、氧化錳、氧化鉻等。而且，在上述實(shí)施例中，作為金屬氧化物，顯示出了含有氧化錫、氧化銻、氧化鈮3種，但不含有氧化鈮當(dāng)然也可以。
另外，在上述本發(fā)明的半導(dǎo)電性釉的制造方法中，由于部分原料含有粗大粒子，所以通過一邊混合原料，一邊粉碎、微細(xì)化，成為規(guī)定的粒度，但在可準(zhǔn)備預(yù)先微細(xì)化的原料的場合，當(dāng)然只混合原料，也可達(dá)到所希望的釉。
發(fā)明的效果從以上的說明可以看出，根據(jù)本發(fā)明，通過將構(gòu)成釉組合物的基釉的組成限定為，用塞格釉式表示，堿性成分為KNaO0.1～0.4、MgO0.2～0.6、CaO余量，以及相對(duì)于100wt％釉組合物，添加10wt％以下的熔劑的協(xié)同作用，從而可以得到不使其它釉特性降低，熱膨脹率低，通過施用在絕緣子上，顯示出高機(jī)械強(qiáng)度的半導(dǎo)電性釉。
另外，由于釉的表面狀態(tài)良好，所以可以得到耐電蝕性良好的絕緣子。
還有，該絕緣子污損時(shí)的電絕緣特性、電暈特性、熱穩(wěn)定性也良好。
權(quán)利要求
1.半導(dǎo)電性釉，其特征在于，相對(duì)于100wt％釉組合物，添加10wt％以下的熔劑而成，所述釉組合物包括KNaO-MgO-CaO-Al2O3-SiO2系基釉和含氧化錫、氧化銻的金屬氧化物，所述基釉由塞格爾釉式表示，其堿性成分含KNaO0.1～0.4、MgO0.2～0.6、CaO余量。
2.權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)電性釉，所述熔劑是氧化硼。
3.權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)電性釉，用塞格釉式表示，所述基釉進(jìn)一步是Al2O30.5～0.9，SiO24～7。
4.權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)電性釉，所述釉組合物包括60～80wt％基釉和40～20wt％的金屬氧化物。
5.權(quán)利要求1～4任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)電性釉，所述金屬氧化物中的氧化銻量是2～15wt％。
6.權(quán)利要求1～5任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)電性釉，所述金屬氧化物中的5wt％以下是氧化鈮。
7.半導(dǎo)電性釉的制造方法，在混合規(guī)定量的包括基釉和金屬氧化物的釉組合物和熔劑的原料，往混合物中加入水，泥漿化，制造釉的半導(dǎo)電性釉的制造方法中，將釉組合物和熔劑的原料粒子微細(xì)化，使粒徑10μm以上的粗大粒子為15wt％以下。
8.權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)電性釉的制造方法，作為Ca源，使用硅灰石。
9.絕緣子，其特征在于將權(quán)利要求1～6所述的半導(dǎo)電性釉施用在絕緣子主體的表面上。
全文摘要
本發(fā)明提供不使其它釉特性降低，熱膨脹率低，通過施用在絕緣子上，可以得到高機(jī)械強(qiáng)度的半導(dǎo)電性釉、該釉的制造方法和施用了該釉的絕緣子。相對(duì)于100wt％釉組合物，添加10wt％以下的熔劑，所述釉組合物包括KNaO－MgO－CaO－Al
文檔編號(hào)C03C8/02GK1495806SQ0316028
公開日2004年5月12日 申請(qǐng)日期2003年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月13日
發(fā)明者今井修, 村瀨勝 申請(qǐng)人:日本礙子株式會(huì)社