專利名稱：a－Al的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電真空陶瓷。
輸配電工程用真空滅弧室的陶瓷管殼，要滿足GB/T5593—1996的規(guī)定，即體積密度為≥3.40g/cm2，抗折強(qiáng)度≥240Mpa，直流擊穿強(qiáng)度≥15KV/mm等。在高壓、超高壓輸配電工程中，隨著負(fù)荷的增加，上述技術(shù)指標(biāo)的電真空陶瓷已不能滿足耐高溫、高壓、高絕緣的要求。為此，必須增大真空滅弧室的體積來適應(yīng)，體積增大，使制造工藝復(fù)雜，成品率低；體積增大，重量提高，成本增加，而且抽真空難度大，不易保持高度真空，影響產(chǎn)品的絕緣性。在抗折強(qiáng)度方面，真空滅弧室的原理決定了在運(yùn)行過程中會受到較大的機(jī)械沖擊力，管殼必須具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度；再如擊穿強(qiáng)度方面，在真空滅弧室的動觸頭和靜觸頭施加額定電壓時，屏蔽筒上的懸浮定位與動觸頭或靜觸頭端的較高或較低電位形成穿過陶瓷的強(qiáng)磁場，有可能擊穿陶瓷造成產(chǎn)品漏氣，要求陶瓷有足夠的擊穿強(qiáng)度。在高壓、超高壓輸配電工程中，對上述指標(biāo)要求更高。特別是對電真空陶瓷，要求其具有高絕緣性，絕緣度達(dá)到2000兆/厘米。
陶瓷管殼的制造工藝為熱壓鑄成型，包括原材料選購磁選、配料制板、注漿成型、排塑、燒成、磨加工、上釉清洗。坯體原料中的α-Al2O3含量一般在92～95％之間，對K2O、Na2O的含量要求不嚴(yán)格，而實(shí)際上K2O、Na2O的含量對燒成過程中形成的燒結(jié)氣氛嚴(yán)重影響產(chǎn)品的氣密性、機(jī)械強(qiáng)度及絕緣性能。
本發(fā)明的目的是提供一種α-Al2O3電真空陶瓷，具有高強(qiáng)度、高絕緣的特點(diǎn)。
本發(fā)明的α-Al2O3電真空陶瓷，其特征在于其坯體原料重量百分組成為α-Al2O395％、石英1％、蘇州土2％、碳酸鈣2％由于本發(fā)明為一種功能陶瓷，原料配比將決定其特性。
對各原料的組成要求如下，以百分?jǐn)?shù)計α-Al2O3α-Al2O3≥99.5％、SiO2≤0.08、MgO≤0.05、Fe2O3≤0.04、Na2O≤0.05，燒失量≤0.02，不含K2O碳酸鈣CaCO3鹽酸不溶物≤0.05、硫酸鹽≤0.03、Fe2O3≤0.05、K≤0.05、MgO≤0.05、氯化物≤0.01
石英SiO2≥95、Al2O3≤0 5、Fe2O3≤0.3、MgO≤0.5、K2O≤0.05、Na2O≤0.05蘇州土SiO2≥40、Al2O3≤35、Fe2O3≤0.5、MgO≤0.3、CaO≤0.4、K2O≤0.05、Na2O≤0.05。
原料組成的限定，也是提高本發(fā)明電真空陶瓷性能的措施之一，特別是對其中的K2O、Na2O的含量有了要求。
本發(fā)明的釉料可以是原有陶瓷管殼所用釉料，也可以是一般陶瓷產(chǎn)品所用釉料配方。
生產(chǎn)工藝同現(xiàn)有技術(shù)，即包括原材料選購磁選、配料制板、注漿成型、排塑、燒成、磨加工、上釉清洗。其中配料制板將除鐵后的α-Al2O3粉烘干，原料混合，球磨14～20小時，待材料在球磨機(jī)內(nèi)球磨時間過半，投入少量油酸，繼續(xù)球磨，然后加入原料重量的9～15％的石蠟和1～3％的蜂蠟加熱熔化到60～80℃制成蠟板；注漿成型將制成的蠟板在鋁制品容器中加熱到60～80℃，抽真空到-1～-2Mpa，注入熱壓鑄機(jī)，在壓縮空氣2～4Mpa壓力下，注入制作好的產(chǎn)品模具，冷卻后成為產(chǎn)品毛坯。
排塑將結(jié)合在毛坯中的石蠟和蜂蠟，高溫1100℃時，保溫1小時，自然冷卻，將產(chǎn)品中的蠟排掉，并有1％左右的體積收縮。
燒成將排塑件在1650℃的高溫窯中燒結(jié)，根據(jù)技術(shù)要求進(jìn)行磨加工，再進(jìn)行清洗上釉制成成品。
按照同現(xiàn)有技術(shù)同樣的測定方法，本發(fā)明的性能指標(biāo)為體積密度 ≥3.60g/cm2抗折強(qiáng)度 ≥280Mpa線膨脹系數(shù) 20～500℃，(6.5～7.5)×10-6/℃20～800℃，(6.5～8.0)×10-6/℃介電常數(shù) 1MHZ 20℃ 9～1010MHZ 20℃ 9～10介質(zhì)損耗角正切 1MHZ ≤4×10-4體積電阻率 100℃，＞1013Ω.cm
300℃ ＞1010Ω.cm500℃ ≥108Ω.cm直流擊穿強(qiáng)度 ≥25KV/mm化學(xué)穩(wěn)定性 抗酸性1∶9HCl∶H2O ＜7.0mg/cm2抗堿性10％NaOH＜0.2mg/cm2本發(fā)明的性能指標(biāo)除滿足了GB/T5593-1996的特性外，在體積密度、直流擊穿強(qiáng)度、體積電阻率、抗折強(qiáng)度方面比原規(guī)定有了明顯提高，產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性更為增強(qiáng)。具有高強(qiáng)度、高絕緣的特點(diǎn)。本發(fā)明的電真空陶瓷能夠適應(yīng)高壓、超高壓輸配電工程真空滅弧室管殼的要求。在真空滅弧室負(fù)荷增加的情況下，可以不增加其體積。并可用于可控硅外殼、球磨機(jī)內(nèi)襯材料，是耐高溫、高電壓、高絕緣的理想材料。
權(quán)利要求
1.α-Al2O3電真空陶瓷，其特征在于其坯體原料重量百分組成為α-Al2O395％、石英1％、蘇州土2％、碳酸鈣2％
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電真空陶瓷，其特征在于各原料的組成要求如下，以百分?jǐn)?shù)計α-Al2O3α-Al2O3≥99 5％、SiO2≤0.08、MgO≤0.05、Fe2O3≤0.04、Na2O≤0.05，燒失量≤0.02，不含K2O碳酸鈣CaCO3鹽酸不溶物≤0.05、硫酸鹽≤0.03、Fe2O3≤0.05、K≤0.05、MgO≤0.05、氯化物≤0.01石英SiO2≥95、Al2O3≤0.5、Fe2O3≤0.3、MgO≤0.5、K2O≤0.05、Na2O≤0.05蘇州土SiO2≥40、Al2O3≤35、Fe2O3≤0.5、MgO≤0.3、CaO≤0.4、K2O≤0.05、Na2O≤0.05。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電真空陶瓷，其特征在于其體積密度≥3.60g/cm2抗折強(qiáng)度 ≥280Mpa線膨脹系數(shù)20～500℃，(6.5～7.5)×10-6/℃20～800℃，(6.5～8.0)×10-6/℃介電常數(shù) 1MHZ 20℃ 9～1010MHZ 20℃ 9～10介質(zhì)損耗角正切1MHZ ≤4×10-4體積電阻率 100℃，＞1013Ω.cm300℃＞1010Ω.cm500℃≥108Ω.cm直流擊穿強(qiáng)度 ≥25KV/mm化學(xué)穩(wěn)定性抗酸性1∶9HCl∶H2O ＜7.0mg/cm2抗堿性10％NaOH ＜0.2mg/cm全文摘要
α－Al
文檔編號H01J19/56GK1340475SQ0011134
公開日2002年3月20日 申請日期2000年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月1日
發(fā)明者王春桂, 王立軍 申請人:山東晨鴻電工有限責(zé)任公司