高铝瓷中二次莫来石对电瓷强度的影响VIP专享VIP免费

文章编号:100328337(2003)0620003203高铝瓷中二次莫来石对电瓷强度的影响成茵,肖汉宁,汪洋(湖南大学材料科学与工程学院,湖南长沙410082)摘要:研究了铝氧原料种类及长石用量对铝质高强度电瓷中二次莫来石结晶形态的影响。结果表明:以工业氧化铝为原料时易形成颗粒状二次莫来石,以铝矾土为原料时有利于形成针状莫来石,用部分工业氧化铝替代铝矾土则可改善二次莫来石的网状结构,显著提高电瓷的机械强度。适当增加长石含量,可促进二次莫来石晶体生长并提高电瓷的致密度和机械强度。关键词:高强度电瓷;铝氧原料;二次莫来石中图分类号:TQ174175+8文献标识码:AEffectsofSecondaryMulliteontheMechanicalStrengthofAluminousPorcelainCHENGYin,XIAOHan-ning,WANGYang(CollegeofMaterialsScience&Engineering,HunanUniversityChangsha410082,China)Abstract:Effectsoftypesofaluminamaterialsandtheamountoffeldsparoncrystallineshapeofsecondarymulliteinhigh2strengthaluminouselectricporcelainhavebeendiscussedinthispaper.Resultsexhibitthatusingindustrialaluminaasrawmaterialtendstoformsecondarymullitegrain,whilebauxitehelpstogeneratesecondarymullitewhisker.Substitutingindustrialaluminaforbauxitemayimprovethemeshtextureofsecondarymulliteandincreasethemechanicalstrengthofaluminousporcelaingreatly.Addingproperamountoffeldsparmaypromotethegrowthofsecondarymullitecrystal,thedensityandthemechanicalstrengthofaluminousporcelain.Keywords:high2strength;aluminamaterials;secondarymullite1引言高压输变电工程的发展对电瓷产品的性能,特别是机械强度和可靠性提出了越来越高的要求。尽管国内许多电瓷生产企业都在设法提高电瓷产品的强度[1]～[3],但与国外先进水平相比,仍存在一定差距。主要表现为产品的强度偏低且可靠性较差。线路运行故障率较高成为制约我国电瓷产品参与国际竞争的重要障碍。因此,研制具有高机械强度和高可靠性的电瓷材料,对我国电瓷新产品的开发,提高行业的国际竞争力具有重要的现实意义。影响高强度电瓷性能的因素是多方面的,如原料的特性、坯料的组成、颗粒细度及分布情况、烧成制度及制备工艺等。目前,国内外针对上述因素开展了较多的研究。余政厚等[4]通过实验研究得出,降低泥料粒度、提高矾土真密度、粘土原料经过淘收稿日期:2003206228作者简介:成茵(19812),女,湖南娄底人,硕士,现从事无机非金属材料的研究·3·2003年第6期(总第196期)电瓷避雷器INSULATORSANDSURGEARRESTERS2003Number6(Ser1№196)洗加工、提高除铁效率等方法都能有效改善高铝质电瓷的机械强度。钱端芬等[5]则探讨了烧成制度对高铝质电瓷显微结构的影响。谢清云等[6]认为电瓷材料可以按脆性颗粒增强玻璃复合材料来处理,在此基础上建立了电瓷材料力学性能与显微结构因素的定量关系,提出了电瓷材料的强度和断裂韧性与晶粒大小成反比的关系。Carty[7]等探讨了原料特性、制备工艺等对电瓷性能的影响,为改善电瓷性能提出了一些有效的解决方法。电瓷强度和可靠性与材料的显微结构密切相关,但目前有关晶相含量、结晶形态及晶相与玻璃相间的结合状况对铝质高强度电瓷性能影响的研究报道很少。笔者探讨了铝氧原料种类及长石用量对高铝瓷中二次莫来石结晶形态及其对电瓷机械强度的影响,以寻找进一步提高电瓷机械强度的有效途径。2实验211原料与配方试验用高强度电瓷配方的化学组成如表1所示。其中1#配方的铝氧原料为铝矾土,2#配方为工业氧化铝。3#配方为铝矾土与工业氧化铝配合使用,4#配方是在1#配方的基础上将长石用量从23%降低到17%。表1试样的化学组成配方SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2OTiO2I1L1#341925218011190145012121710178210941282#371855219101520128012621840179012331863#341965219611120146012121710178118441384#35111521821120015101232110015721094162212制备工艺本配方是在实验室的工艺条件下进行的。为使各配方具有较好的重现性和可比性,笔者采用基本相同的工艺条件即:原料采用湿法球磨至平均粒径为3Λm～4Λm,脱水、初练、陈腐24h,真空练泥,挤制成<24mm...