本發(fā)明涉及半導(dǎo)體釉
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其是高壓瓷絕緣半導(dǎo)體釉。
背景技術(shù)：
：半導(dǎo)體釉是一種用于高壓電磁而具有特殊性能的釉，其表面電阻率介于絕緣體與導(dǎo)體之間。半導(dǎo)體釉通常是在普通電瓷釉中加入一定量的導(dǎo)電性金屬氧化物或化合物構(gòu)成。形成的顯微結(jié)構(gòu)與普通釉不同，在半導(dǎo)體釉中除了含有大量的玻璃相及少量氣泡外，還含有各種形態(tài)的導(dǎo)電結(jié)晶或固溶體，這些導(dǎo)電相貫穿于玻璃基質(zhì)之間，構(gòu)成不間斷的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。半導(dǎo)體釉的導(dǎo)電性能主要取決于釉中半導(dǎo)體晶相的導(dǎo)電特性，半導(dǎo)體晶相較高時(shí)，釉表面的光澤與釉的化學(xué)穩(wěn)定性變差，釉表面灰暗無(wú)光澤，有粗糙感，由于晶相較多，通常熱膨脹系數(shù)也較高，難以配制壓縮釉，不能很好的與瓷體匹配，是半導(dǎo)體釉材料研制的關(guān)鍵。為此，中國(guó)專利公告號(hào)為CN102531705B的一種大爬距低局放變壓器瓷套用半導(dǎo)體釉及其施釉工藝中公開(kāi)了，將幾種半導(dǎo)體金屬氧化物按一定的比例加入到基礎(chǔ)釉中，具體為，TiO23-5％、Fe2O318-20％、Cr2O32-4％的配方。通過(guò)上述的三種氧化物的加入，改善釉的導(dǎo)電性能，改良釉的熔融性質(zhì)，降低熱膨脹系數(shù)并與普通釉相匹配，達(dá)到提高機(jī)械強(qiáng)度的目的，同時(shí)釉面光潔，具有抗老化能力，使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。然而，該方案存在以下問(wèn)題：1、該配方中三氧化二鐵的含量過(guò)高，會(huì)導(dǎo)致形成的半導(dǎo)體釉的內(nèi)容結(jié)構(gòu)疏松，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不高，且半導(dǎo)體釉的光潔度不夠，比較暗淡，半導(dǎo)體釉表面比較粗糙；2、一般采用含有鉀或者鈉離子的化合物作為熔劑，由于鉀或者鈉元素的原子量較小，化學(xué)性能比較活潑，穩(wěn)定性較差；3、該配方的三種氧化物加入基礎(chǔ)釉中，其共熔點(diǎn)較高，導(dǎo)致熔解效率降低；4、現(xiàn)在多采用左云土，半導(dǎo)體釉的上釉結(jié)合能力較差。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供高壓瓷絕緣半導(dǎo)體釉，使得半導(dǎo)體釉的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性高，表面細(xì)膩，表面有光澤，且降低共熔點(diǎn)，提高熔解效率；同時(shí)，采用東勝土和坯泥，提高半導(dǎo)體釉漿的上釉后的結(jié)合能力。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：高壓瓷絕緣半導(dǎo)體釉，半導(dǎo)體釉包括按照質(zhì)量份數(shù)的如下組分：高鉀低鐵長(zhǎng)石25～35份，坯泥8～14份，東勝土4～10份，鍛滑石1～4份，石英粉20～30份，碳酸鋇2～4份，氧化鐵紅12～18份，氧化鉻綠1～3份，二氧化鈦9～12份，鋰輝石1～2份。有益效果：1.本發(fā)明中加大了二氧化鈦的含量，二氧化鈦和二氧化鐵進(jìn)行反應(yīng)，形成穩(wěn)定的鐵-鈦晶體結(jié)構(gòu)，降低了三氧化二鐵的含量，使得半導(dǎo)體釉的內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，半導(dǎo)體性能更佳，隨著使用時(shí)間的增加，半導(dǎo)體釉的半導(dǎo)體性能變化?。煌瑫r(shí)，形成的半導(dǎo)體釉由傳統(tǒng)的黑色粗糙表面，變成了紅褐色的光滑表面，且半導(dǎo)體釉的光澤度很好，表面結(jié)構(gòu)細(xì)膩；增大二氧化鈦的含量，可以提高半導(dǎo)體釉的耐腐蝕能力，適用范圍更廣，尤其是針對(duì)酸性或堿性等惡劣環(huán)境。2.本發(fā)明在傳統(tǒng)的三個(gè)氧化物中加入了碳酸鋇，碳酸鋇可作為熔劑，由于鋇元素的原子量大，與傳統(tǒng)的鉀或者鈉元素相比，鋇元素更加穩(wěn)定，為此，其電性能更加穩(wěn)定，尤其是抗擊穿性能更佳；同時(shí)，加入碳酸鋇之后，能與鉀、鈉、鐵、鈦、鋰、鈣、鎂等金屬氧化物作用，形成低共熔點(diǎn)，加速其高溫熔融，加快了熔解效率，且使得釉的表面更加光滑。3.傳統(tǒng)的左云土的結(jié)合力為3.0MPa，而本發(fā)明采用的東勝土結(jié)合力為5.0MPa，結(jié)合力度提高，使半導(dǎo)體釉配方具有較好的釉漿懸浮性能；而坯泥為原有坯料的一部分，用于將半導(dǎo)體釉漿和坯料進(jìn)行結(jié)合，坯泥作為一個(gè)過(guò)渡段，可減少上釉的失配問(wèn)題，同時(shí)采用東勝土和坯泥，提高半導(dǎo)體釉漿的上釉后的結(jié)合能力。4.為了使半導(dǎo)體釉配方能夠較好地匹配坯料配方，提高上釉強(qiáng)度，加大石英粉和煅滑石用量。5.為了使半導(dǎo)體釉配方具有較好的高溫流動(dòng)性，采用高鉀低鐵長(zhǎng)石。對(duì)基礎(chǔ)方案的改進(jìn)得到的優(yōu)選方案1，半導(dǎo)體釉包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分：高鉀低鐵長(zhǎng)石27份，坯泥10份，東勝土6份，鍛滑石2份，石英粉25份，碳酸鋇3份，氧化鐵紅14份，氧化鉻綠2份，二氧化鈦9份，鋰輝石2份。該質(zhì)量份數(shù)的半導(dǎo)體釉結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性高，表面細(xì)膩，表面有光澤，共熔點(diǎn)低，且結(jié)合力度好。對(duì)基礎(chǔ)方案的改進(jìn)得到的優(yōu)選方案2，半導(dǎo)體釉包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分：高鉀低鐵長(zhǎng)石25份，坯泥8份，東勝土4份，鍛滑石1份，石英粉20份，碳酸鋇2份，氧化鐵紅12份，氧化鉻綠1份，二氧化鈦9份，鋰輝石1份。該質(zhì)量份數(shù)的半導(dǎo)體釉結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性高，表面細(xì)膩，表面有光澤，共熔點(diǎn)低，且結(jié)合力度好。對(duì)基礎(chǔ)方案的改進(jìn)得到的優(yōu)選方案3，半導(dǎo)體釉包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分：高鉀低鐵長(zhǎng)石35份，坯泥14份，東勝土10份，鍛滑石4份，石英粉30份，碳酸鋇4份，氧化鐵紅18份，氧化鉻綠3份，二氧化鈦12份，鋰輝石1.5份。該質(zhì)量份數(shù)的半導(dǎo)體釉結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性高，表面細(xì)膩，表面有光澤，共熔點(diǎn)低，且結(jié)合力度好。具體實(shí)施方式一、原料的理化性能高壓瓷絕緣半導(dǎo)體釉，采用了高鉀低鐵長(zhǎng)石、石英粉、鍛滑石、坯泥、碳酸鋇、東勝土、氧化鐵紅、氧化鉻綠、二氧化鈦和鋰輝石十種原料配制而成，具體的原料理化性能如下：1.高鉀低鐵長(zhǎng)石：采用福建長(zhǎng)石，產(chǎn)于福建邵武市三聯(lián)礦產(chǎn)品加工廠。(1)外觀質(zhì)量燒前：呈黃色或淺黃色粉狀料。燒后：呈白色熔塊狀，圓潤(rùn)光滑，斷面較光，均勻分布有少量黑點(diǎn)。(2)化學(xué)分析SiO2AI2O3Fe2O3TiO2CaOMgOK2ONa2OLL％％％％％％％％％66.216.00.2/0.70.511.53.00.1(3)細(xì)度福建長(zhǎng)石長(zhǎng)石粉是一種加工料，其≤0.063mm的顆粒約70％左右。(4)機(jī)械鐵含量福建長(zhǎng)石長(zhǎng)石粉經(jīng)加工后的原料，故其機(jī)械鐵在0.01％左右。2.石英粉：宜春石英粉，產(chǎn)于江西宜春銀峰礦業(yè)有限公司。(1)外觀質(zhì)量燒前：呈黑褐色或灰黃色粉末。燒后：呈白色或黃白色粉末，含有少量黑色雜質(zhì)。(2)化學(xué)分析SiO2AI2O3Fe2O3TiO2CaOMgOK2ONa2OLL％％％％％％％％％98.90/0.10///0.15//(3)細(xì)度宜春石英粉是一種天然的超細(xì)粉狀料，其≥0.063mm的顆粒僅3％左右。(4)機(jī)械鐵含量宜春石英粉是一種細(xì)度不用加工的原料，故其機(jī)械鐵很低，在0.001％左右。3.坯泥：生產(chǎn)車間(1)外觀質(zhì)量燒前：呈灰白色細(xì)粉狀料。燒后：呈淺黃塊，已燒結(jié)。(2)化學(xué)分析(3)細(xì)度320目篩余為0.12％。4.東勝土：產(chǎn)于內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市準(zhǔn)格爾旗(1)外觀質(zhì)量燒前：呈灰色/灰黑色塊狀，含有少量黃色/炭黑色塊狀，質(zhì)軟，細(xì)膩，有滑感。燒后：呈灰/灰白色塊狀，表面有少量黃黑色斑點(diǎn)，斷面呈灰黑色/灰色/灰白色塊狀并有少量黃黑斑點(diǎn)，未燒結(jié)。(2)化學(xué)分析(3)水化率東勝土是一種高水化率的粘土，通過(guò)歷年來(lái)的測(cè)試總結(jié)，其平均水化率在96％左右，水化率最小的也在94％以上。(4)結(jié)合力東勝土是高可塑性粘土，其結(jié)合力平均在5.0MPa左右，對(duì)提高坯體的干燥彎曲強(qiáng)度起決定性作用，粘和力度強(qiáng)。5.鍛滑石：產(chǎn)于廣西(1)外觀質(zhì)量燒前：呈白色塊狀。燒后：呈白色塊狀。(2)化學(xué)分析6.氧化鐵紅：購(gòu)于巴渝化工廠(1)外觀質(zhì)量燒前：呈深紅色粉狀料。燒后：呈黑褐色融塊。(2)化學(xué)分析7.氧化鉻綠：購(gòu)于巴渝化工廠(1)外觀質(zhì)量燒前：呈深綠色粉狀料。燒后：呈深綠色粉狀料。(2)化學(xué)分析8.二氧化鈦：購(gòu)于巴渝化工廠(1)外觀質(zhì)量燒前：呈白色粉狀料。燒后：呈淺黃白色粉狀料。(2)化學(xué)分析9.鋰輝石：購(gòu)于巴渝化工廠(1)外觀質(zhì)量燒前：呈淺黃色或淺白色顆粒。燒后：呈白色或淺白色熔融狀顆粒。(2)化學(xué)分析10.碳酸鋇：購(gòu)于巴渝化工廠(1)外觀質(zhì)量燒前：呈白色粉末。燒后：呈白色粉末。(2)細(xì)度碳酸鋇是一種超細(xì)粉料，≥63微米的顆粒為0。(3)純度：BaCO3≥95％二、配方設(shè)計(jì)及試驗(yàn)1.配方設(shè)計(jì)與試驗(yàn)：根據(jù)原料不同的性能所產(chǎn)生的功能，先后設(shè)計(jì)了若干個(gè)配方進(jìn)行理化試驗(yàn)，試驗(yàn)方法按西安電瓷研究所《電瓷原材料檢驗(yàn)和工藝控制試驗(yàn)方法》進(jìn)行。通過(guò)綜合比較，選定了性價(jià)比相對(duì)最好的半導(dǎo)體釉配方。配方及理化性能如下：(1)半導(dǎo)體釉配方:(2)半導(dǎo)體釉配方球磨工藝半導(dǎo)體釉的制作：按配方采用一次投料，料：球：水＝1：2：1.2，球磨細(xì)度控制為360目篩余量(≥0.045mm)為0.1～0.3％。(3)半導(dǎo)體釉化學(xué)成分(4)半導(dǎo)體釉釉漿性能(5)半導(dǎo)體釉高溫性能(6)瓷質(zhì)性能(7)半導(dǎo)體性能該半導(dǎo)體釉的釉層厚度為0.35～0.42mm，其表面電阻率為6.6～9.8×107Ω·cm。使電瓷因而產(chǎn)生一定量的電阻熱，表面電壓分布均勻。三、討論通過(guò)一系列試驗(yàn)證明，半導(dǎo)體釉配方具有以下特點(diǎn)：(1)采用了東勝土和坯泥，提高半導(dǎo)體釉漿的上釉后的結(jié)合能力。(2)采用了碳酸鋇、氧化鐵紅、氧化鉻綠、氧化鈦，使半導(dǎo)體釉配方具有穩(wěn)定的電阻率。(3)坯釉料很匹配，使上釉彎曲強(qiáng)度提高了20％以上。該半導(dǎo)體釉釉漿流動(dòng)性和高溫流動(dòng)性能達(dá)到生產(chǎn)要求，便于坯體上釉，產(chǎn)品能夠很好地與生產(chǎn)坯結(jié)合，成瓷后，提高強(qiáng)度20％以上；提高高壓瓷的外觀質(zhì)量，使絕緣子釉色細(xì)膩，呈紅褐色。以上所述的僅是本發(fā)明的實(shí)施例，方案中公知的特性等常識(shí)在此未作過(guò)多描述。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以作出若干變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)該視為本發(fā)明的保護(hù)范圍，這些都不會(huì)影響本發(fā)明實(shí)施的效果和專利的實(shí)用性。本申請(qǐng)要求的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以其權(quán)利要求的內(nèi)容為準(zhǔn)，說(shuō)明書(shū)中的具體實(shí)施方式等記載可以用于解釋權(quán)利要求的內(nèi)容。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3