了解下普通瓷絕緣材料
作者:金質 時間:2019-03-01 15:00???
普通瓷絕緣材料包括長石質普通瓷、礬土質高鋁瓷、石英質高硅瓷,都是以天然礦物為主要原料在1200-1300℃高溫下用氧化或還原性氣氛燒制而成,它們的制備工藝與傳統陶瓷相近。
(I)長石質普通瓷。長石質普通瓷主要以長石,粘土,硅石為原料,其典型的原料配比為:長石20%-30%;粘土50%-70%:硅石10%-20%。燒成溫度為1250℃-1300℃,燒成后的瓷質組成以20%-30%的莫來石和10%~20%的殘留石英為結晶相,剩余部分為裝璃相。由于玻璃相含量高,其機械強度和電氣絕緣強度相對較低,無釉試樣的彎曲強度約50MPa-80MPa,有釉彎曲強度為60MPa-100MPa。
長石質瓷具有原料來源廣,制作工藝前單,價格便宜等優點,因而被廣泛應用于110kV以下的輸變電設備和線路絕緣中不雷要高機械強度的絕緣領域。
(2)礬土質高鋁瓷。礬土質高鋁瓷是為提高長石質普通瓷的機械強度而開發的高強度瓷絕繚材料, 其典型組成為用20%-50%的煅燒礬土取代長石質瓷中的硅石、部分粘土和長石,燒成溫度與長石質瓷相近。瓷質結構中除20%-30%莫來石和少量殘留石英外,還有較多的剛玉晶相,根據加人的鋁礬土量不同,剛玉相含量在15%-40%之間,相應的瓷質彎曲強度無釉為120MPa-180MPa,有釉可達200MP以上,一般隨原料中鋁礬土用量的增加面提高
由于剛玉相具有牧高的機板強度和電氣性能, 在顯著提高普通瓷絕緣材料機板強度的同時,也在一定程度上改善了其電氣性能,已廣泛應用于110kV及以上輸變電工程中,如制作線路絕緣子,支柱絕緣子,變壓器套管等
(3)石英質高硅瓷。石英質高硅瓷是另一種具有較高強度的瓷絕緣材料, 它是在普通長石質瓷中增加了石英顆粒的合量,石英用量達到30%-50%。其瓷質結構特征為含有15%-40%方石英結晶. 其余的結晶為10%-25%的莫來石和3%-15%的石英,由于方石英合量較高.通常又稱為方石英瓷。石英質高硅瓷的機械強度在很大程度上取決于瓷質結構中方石英相的合量及晶粒尺寸,其上釉專曲強度為120MPa-160MPa.
方石英瓷的增強機理為:存在干玻璃相中的具有高膨脹系數方石英相與周圍的玻璃相因熱膨脹的差異,在冷卻過程中導致強度最低的玻璃相產生了壓應力,屬于預應力增強。因此, 方石英瓷的機械強度與方石英顆粒的大小及其分布狀況密切相關,對材料的制備工藝控制要求較嚴格。
目前日本生產的高強度瓷絕緣材料中方石英瓷占有較大比例,已在500kv以下的輸變電系統中廣泛采用,但我國則很少生產方石瓷。
(4)堇青石瓷。堇青石瓷屬于滑石系絕緣瓷。其主要以滑石為原料,添加氧化鋁,粘土等,在約1300℃的溫度下燒成。堇青石的特征是熱膨脹系數低,相當于普通瓷熱膨脹系數的一半,但燒成溫度范圍狹窄,容易形成多孔質,無法得到電氣絕緣強度優越的制品。
堇青石瓷因熱膨脹系數低,故用作多孔質的電熱器用發熱板,繞線管和斷路器滅弧罩等。