電瓷釉工藝控制的研究

李思樂

一、引言

電瓷是電力工業(yè)的重要基礎(chǔ)器件，經(jīng)常被應(yīng)用于電力系統(tǒng)中各種電壓等級的輸電線路、變電站、電器設(shè)備以及其他一些特殊行業(yè)如軌道交通的電力系統(tǒng)中，連接著不同電位的導(dǎo)體或部件并起絕緣和支撐作用，如在高壓線路耐張或懸垂的盤形懸式絕緣子和長棒形絕緣子，變電站母線或設(shè)備支持的棒形支柱絕緣子，變壓器套管、開關(guān)設(shè)備、電容器或互感器的空心絕緣子等中都有應(yīng)用，屬于國家“十一五”期間重點(diǎn)扶持的制造業(yè)領(lǐng)域。

電瓷釉其實(shí)就是釉的一個(gè)分支，因其被用在電瓷產(chǎn)品上故稱為電瓷釉，電瓷釉總得來說屬于硅酸鹽玻璃范疇的高溫生料釉，組成介于長石釉和石灰釉之間;大多數(shù)的電瓷產(chǎn)品都有釉表面層，電瓷釉對瓷絕緣子發(fā)揮著重要作用，可以提高提高絕緣子的化學(xué)穩(wěn)定性、提高絕緣子的強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性、提高瓷絕緣子的防污穢能力、提高電瓷的美觀度。

影響釉料質(zhì)量的因素很多，不僅僅要有好的配方，還要有合理的工藝控制。為了能最大化體現(xiàn)電瓷釉的優(yōu)良性能，本文在某電瓷廠的A-2電瓷釉配方（鉀長石19%、坯料13%、依安白土8%、D石5%、燒滑石3%、石英粉33%、硅灰石10%、氧化錳5%、氧化鉻2.4%、氧化鐵1.6%、三聚磷酸鈉0.2%）的基礎(chǔ)上對電瓷釉的制備及其燒結(jié)工藝進(jìn)行了研究。

二、實(shí)驗(yàn)部分

2.1 球磨時(shí)間對釉漿細(xì)度的影響

在A-2釉用原料中，坯料、依安白土還有石英都較難磨細(xì)，而且燒成過程中又難熔，它們的粒度大小對釉面質(zhì)量影響又較大。表2-1是采用球磨不同時(shí)間后釉漿的粒度分布，表中d0.1、d0.5、d0.9分別表示累積到10%、50%和90%體積的樣品的粒徑值（單位：um）。

結(jié)合表2-1數(shù)據(jù)可以看出，球磨開始后，隨著時(shí)間的增長，釉漿的粒度明顯降低，但倘若不適當(dāng)?shù)臒o限制增加球磨時(shí)間，不僅能耗大，還會導(dǎo)致釉漿太細(xì)，表面張力過大，易出現(xiàn)釉層干燥開裂，燒后產(chǎn)生縮釉。因此前面提到的實(shí)驗(yàn)用料：坯料、依安白土，球磨時(shí)可以適當(dāng)?shù)脑黾忧蚰r(shí)間來降低原料的粒度，而像后續(xù)實(shí)驗(yàn)中本來就比較細(xì)的粉料例如：鉀長石等，球磨時(shí)間控制在40min即可。

2.2制釉工藝參數(shù)的確定

實(shí)驗(yàn)以100g為一種配方的總量，根據(jù)事先的設(shè)計(jì)按質(zhì)量百分比稱量各原料，后混合后于行星式快速球磨機(jī)中球磨。由于各原料的性質(zhì)和用量的不同，所以必須適當(dāng)控制料：球：水的比例、球磨時(shí)間以及三聚磷酸鈉（STPP）的引入量，本文為此進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)：

由表2-2可以確定最佳料：球：水的比例為1：2：0.5;最佳球磨時(shí)間40min;三聚磷酸鈉最適合的加入量0.2wt%。

2.3不同施釉厚度對釉面效果的影響

按照A-2制得的釉漿分別采用浸釉、噴釉、淋釉三種不同的方式施在坯體上，經(jīng)電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)烘干，后燒成，通過對比，確定最佳的施釉方式為噴釉。之后取同種配方，按表2-3所示變化不同的釉層厚度觀察效果：

由表2-3可以看出，厚度過厚，釉面橘釉的癥狀越明顯，因此為排出厚度對后續(xù)試驗(yàn)的不利影響，初步將施釉厚設(shè)度定在0.2～0.3mm這個(gè)范圍。

2.4 燒成制度的確定

本文首先對現(xiàn)有的氧化氣氛電爐進(jìn)行了摸索性實(shí)驗(yàn)，用5小時(shí)燒到1280℃，分別得到如圖2-4、2-5所示兩種不同的燒成曲線：

如圖2-4、2-5所示，將原廠的燒成曲線和1400℃快燒電爐的燒成曲線對比，可以發(fā)現(xiàn)本文的升溫速率快很多。這對釉面質(zhì)量是有很大影響的，如升溫速率過快，很可能釉漿中的氣體來不及排出，釉層就完全性鋪展封閉了釉面，氣體積聚終將沖開釉層爆破，即形成釉面缺陷。因此應(yīng)在上述實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上盡可能的放慢升溫速率。

本文同時(shí)還對配方A-2的燒成溫度與最高保溫時(shí)間進(jìn)行了初步摸索：

由表2-6看出，相對于B-10，測得B-11的3快樣品吸水率分別為0.18%、0.06%、0.05%，平均吸水率為0.96%，坯體和釉面都已經(jīng)燒熟，后面實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)B-12當(dāng)燒成溫度達(dá)到1280℃時(shí)，光澤度明顯比1260℃好，但繼續(xù)將最高溫度保溫時(shí)間從1h延長至2h意義不大，故燒成溫度我們定在1280℃，最高溫度保溫時(shí)間1h。綜上所述得到表2-7所述的燒成制度B-14：

三、結(jié)語：

本文通過對電瓷釉A-2配方的球磨時(shí)間、料球水比、三聚磷酸鈉添加量、施釉厚度、燒成制度的研究，確定了一系列最佳的工藝參數(shù)及燒成制度，為保證電瓷釉能夠更好發(fā)揮出應(yīng)有的作用，打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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