一种耐腐蚀防雷间隙材料的制备方法技术

技术编号:16024008 阅读:70 留言:0更新日期:2017-08-19 06:09
本发明专利技术涉及一种耐腐蚀防雷间隙材料的制备方法,属于防雷材料制备技术领域。本发明专利技术通过将钨粉、铁粉、镍粉混合球磨后经硬脂酸铵胶黏,冷压后形成合金材料,再通过浓硝酸对合金材料进行腐蚀,除去镍与铜材料,形成的钨基骨架,再通过制备玄武岩纤维粉末,将其分散至导电凝胶中,形成耐烧蚀浆料,通过将浆料包裹至钨基骨架表面后,经固化干燥形成防雷间隙材料,在大幅提高材料耐烧蚀性能的同时,有效增强材料耐化学腐蚀能力,具有广阔的使用前景。

Method for preparing corrosion protection lightning protection gap material

The invention relates to a preparation method of corrosion protection lightning protection gap material, belonging to the technical field of lightning protection material preparation. According to this invention, tungsten powder, iron powder, nickel powder mixture after milling by ammonium stearate adhesive, cold pressed into alloy material by concentrated nitric acid corrosion of the alloy material, removing nickel and copper material, tungsten skeleton form, and then through the preparation of basalt fiber powder, the powder to the conductive gel in the form of ablation by slurry, slurry is wrapped to tungsten skeleton surface after curing and drying by formation of gap lightning protection materials, a substantial increase in material erosion resistance at the same time, effectively enhance the material chemical resistance, has broad prospects.

【技术实现步骤摘要】
一种耐腐蚀防雷间隙材料的制备方法
本专利技术涉及一种耐腐蚀防雷间隙材料的制备方法,属于防雷材料制备

技术介绍
防雷保护间隙在架空输电线路中起着将雷击产生的工频电弧引至保护间隙端部,使电弧固定在保护间隙端部灼烧而使绝缘子串不被雷击损坏,降低输电线路事故率的作用,因此防雷保护间隙应具有较好的耐电弧烧蚀能力。目前用于制造防雷间隙的常规材料有钢、铝、铜等,但是这些材料的耐电弧烧蚀能力较差,电弧燃烧时极易烧损,其使用寿命较低,因而寻求具有良好的耐电弧烧蚀性能的材料对架空输电线路的安全运行有着十分重要的现实意义。现有的架空输电线路线路用防雷间隙通常采用碳素钢制造,其耐烧蚀性能很差,当电弧燃烧时该零件极易烧损。而机械合金化法制备了纳米钨铜复合材料,这种材料能够将电弧分散到更大面积的表面上,不会出现传统方法制备的钨铜合金电弧集中于局部区域的现象,同时机械合金化法制备的触头具有良好的分段能力和稳定性。增加了电弧侵蚀过程中电弧稳定性和阴极电弧分散,避免了电弧的集中侵蚀,合金表现出良好的耐电弧侵蚀能力。但是铜质的材料耐化学侵蚀效果较差,在日常使用过程中,易发生氧化和腐蚀,所以制备一种耐烧蚀耐化学腐蚀的防雷间隙材料很有必要。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题:针对现有架空输电线路线路用防雷间隙通常采用碳素钢制造,其耐烧蚀性能很差,而耐烧蚀的钨铜合金抗氧化性能不足,易发生腐蚀,影响材料使用寿命的缺陷,提供了一种通过钨、铜、镍制备钨基合金,在对合金腐蚀除杂后,形成钨基骨架,将导电凝胶包裹至钨基骨架表面后使其形成导电包裹层,大幅提高材料耐烧蚀性能的同时,增强材料耐化学腐蚀能力的方法,本专利技术通过将钨粉、铁粉、镍粉混合球磨后经硬脂酸铵胶黏,冷压后形成合金材料,再通过浓硝酸对合金材料进行腐蚀,除去镍与铜材料,形成的钨基骨架,再通过制备玄武岩纤维粉末,将其分散至导电凝胶中,形成耐烧蚀浆料,通过将浆料包裹至钨基骨架表面后,经固化干燥形成防雷间隙材料,在大幅提高材料耐烧蚀性能的同时,有效增强材料耐化学腐蚀能力,具有广阔的使用前景。为解决上述技术问题,本专利技术采用的技术方案是:(1)按重量份数计,分别称量45~50份钨粉、2~3份纳米铜粉、1~2份纳米镍粉和2~3份硬脂酸铵搅拌混合并置于球磨罐中,在350~400r/min下球磨3~5h,待球磨完成后,过120目筛,制备得混合球磨粉末;(2)将上述制备的混合球磨粉末置于材料模具中,在室温下将材料模具置于200~300MPa冷等静压机中压制35~40min,待压制完成后,将材料模具置于150~180℃下保温反应2~3h,随后静置冷却至室温,脱模制备得合金坯料;(3)按质量比1:15,将合金坯料浸泡至质量分数65%硝酸溶液中,在120~130℃下油浴加热3~5h,随后过滤并收集钨骨架,用去离子水冲洗至洗涤液呈中性后,在75~80℃下干燥6~8h,制备得干燥钨骨架材料,备用;(4)选取100目玄武岩粉末并置于坩埚中,将坩埚置于120~150℃马弗炉中,按70℃/min升温加热至至1500~1600℃后,保温熔融1~2h,待保温熔融完成后,静置冷却至1280~1350℃,用玻璃棒对坩埚进行引丝,收集得混合纤维并静置冷却至20~30℃,制备得玄武岩纤维,备用;(5)按重量份数计,分别称量45~50份去离子水、5~10份上述制备的玄武岩纤维、3~5份聚乙二醇二丙烯酸酯、3~5份磷酸钠、5~10份质量分数10%过硫酸钾溶液、12~15份质量份数5%四甲基乙二胺溶液、1~2份N,N’-亚甲基双丙烯酰胺和2~3份丙烯酰胺置于烧杯中,搅拌混合并置于200~300W下超声分散10~15min,随后在45~50℃下水浴加热1~2h后,制备得混合凝胶液;(6)将步骤(3)制备的干燥钨骨架材料置于步骤(2)使用过的材料模具中,再对模具中浇注上述制备的混合凝胶液,待浇筑完成后,在55~60℃下干燥固化20~24h后,静置冷却至室温,将固化后的坯料置于450~500℃马弗炉中煅烧1~2h,随后静置冷却至室温,即可制备得一种耐腐蚀防雷间隙材料。本专利技术制备的耐腐蚀防雷间隙材料密度为788~8.55g/cm3,在质量分数5%氯化钠溶液中浸泡140~150h中,腐蚀速率为0.028~0.035mm/a,经200次电弧侵蚀后,耐腐蚀防雷间隙材料质量损失仅为1.08~1.12mg,且耐腐蚀防雷间隙材料固溶体相的飞溅较小,侵蚀坑较浅,使用时长较同类产品提高了15~20%。本专利技术与其他方法相比,有益技术效果是:(1)本专利技术制备的耐腐蚀防雷间隙材料密度小,便于施工与运输,同时材料使用寿命有效延长,满足现有材料使用的需求;(2)本专利技术制备的输耐腐蚀防雷间隙材料制备步骤简单易行,安全绿色无污染。具体实施方式首先按重量份数计,分别称量45~50份钨粉、2~3份纳米铜粉、1~2份纳米镍粉和2~3份硬脂酸铵搅拌混合并置于球磨罐中,在350~400r/min下球磨3~5h,待球磨完成后,过120目筛,制备得混合球磨粉末;将上述制备的混合球磨粉末置于材料模具中,在室温下将材料模具置于200~300MPa冷等静压机中压制35~40min,待压制完成后,将材料模具置于150~180℃下保温反应2~3h,随后静置冷却至室温,脱模制备得合金坯料;按质量比1:15,将合金坯料浸泡至质量分数65%硝酸溶液中,在120~130℃下油浴加热3~5h,随后过滤并收集钨骨架,用去离子水冲洗至洗涤液呈中性后,在75~80℃下干燥6~8h,制备得干燥钨骨架材料,备用;选取100目玄武岩粉末并置于坩埚中,将坩埚置于120~150℃马弗炉中,按70℃/min升温加热至至1500~1600℃后,保温熔融1~2h,待保温熔融完成后,静置冷却至1280~1350℃,用玻璃棒对坩埚进行引丝,收集得混合纤维并静置冷却至20~30℃,制备得玄武岩纤维,备用;按重量份数计,分别称量45~50份去离子水、5~10份上述制备的玄武岩纤维、3~5份聚乙二醇二丙烯酸酯、3~5份磷酸钠、5~10份质量分数10%过硫酸钾溶液、12~15份质量份数5%四甲基乙二胺溶液、1~2份N,N’-亚甲基双丙烯酰胺和2~3份丙烯酰胺置于烧杯中,搅拌混合并置于200~300W下超声分散10~15min,随后在45~50℃下水浴加热1~2h后,制备得混合凝胶液;将干燥钨骨架材料置于材料模具中,再对模具中浇注上述制备的混合凝胶液,待浇筑完成后,在55~60℃下干燥固化20~24h后,静置冷却至室温,将固化后的坯料置于450~500℃马弗炉中煅烧1~2h,随后静置冷却至室温,即可制备得一种耐腐蚀防雷间隙材料。实例1首先按重量份数计,分别称量45份钨粉、2份纳米铜粉、1份纳米镍粉和2份硬脂酸铵搅拌混合并置于球磨罐中,在350r/min下球磨3h,待球磨完成后,过120目筛,制备得混合球磨粉末;将上述制备的混合球磨粉末置于材料模具中,在室温下将材料模具置于200MPa冷等静压机中压制35min,待压制完成后,将材料模具置于150℃下保温反应2h,随后静置冷却至室温,脱模制备得合金坯料;按质量比1:15,将合金坯料浸泡至质量分数65%硝酸溶液中,在120℃下油浴加热3h,随后过滤并收集钨骨架,用去离子水冲洗至洗涤液呈中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐腐蚀防雷间隙材料的制备方法,其特征在于具体制备步骤为:(1)按重量份数计,分别称量45~50份钨粉、2~3份纳米铜粉、1~2份纳米镍粉和2~3份硬脂酸铵搅拌混合并置于球磨罐中,在350~400r/min下球磨3~5h,待球磨完成后,过120目筛,制备得混合球磨粉末;(2)将上述制备的混合球磨粉末置于材料模具中,在室温下将材料模具置于200~300MPa冷等静压机中压制35~40min,待压制完成后,将材料模具置于150~180℃下保温反应2~3h,随后静置冷却至室温,脱模制备得合金坯料;(3)按质量比1:15,将合金坯料浸泡至质量分数65%硝酸溶液中,在120~130℃下油浴加热3~5h,随后过滤并收集钨骨架,用去离子水冲洗至洗涤液呈中性后,在75~80℃下干燥6~8h,制备得干燥钨骨架材料,备用;(4)选取100目玄武岩粉末并置于坩埚中,将坩埚置于120~150℃马弗炉中,按70℃/min升温加热至至1500~1600℃后,保温熔融1~2h,待保温熔融完成后,静置冷却至1280~1350℃,用玻璃棒对坩埚进行引丝,收集得混合纤维并静置冷却至20~30℃,制备得玄武岩纤维,备用;(5)按重量份数计,分别称量45~50份去离子水、5~10份上述制备的玄武岩纤维、3~5份聚乙二醇二丙烯酸酯、3~5份磷酸钠、5~10份质量分数10%过硫酸钾溶液、12~15份质量份数5%四甲基乙二胺溶液、1~2份N,N’‑亚甲基双丙烯酰胺和2~3份丙烯酰胺置于烧杯中,搅拌混合并置于200~300W下超声分散10~15min,随后在45~50℃下水浴加热1~2h后,制备得混合凝胶液;(6)将步骤(3)制备的干燥钨骨架材料置于步骤(2)使用过的材料模具中,再对模具中浇注上述制备的混合凝胶液,待浇筑完成后,在55~60℃下干燥固化20~24h后,静置冷却至室温,将固化后的坯料置于450~500℃马弗炉中煅烧1~2h,随后静置冷却至室温,即可制备得一种耐腐蚀防雷间隙材料。...

【技术特征摘要】
1.一种耐腐蚀防雷间隙材料的制备方法,其特征在于具体制备步骤为:(1)按重量份数计,分别称量45~50份钨粉、2~3份纳米铜粉、1~2份纳米镍粉和2~3份硬脂酸铵搅拌混合并置于球磨罐中,在350~400r/min下球磨3~5h,待球磨完成后,过120目筛,制备得混合球磨粉末;(2)将上述制备的混合球磨粉末置于材料模具中,在室温下将材料模具置于200~300MPa冷等静压机中压制35~40min,待压制完成后,将材料模具置于150~180℃下保温反应2~3h,随后静置冷却至室温,脱模制备得合金坯料;(3)按质量比1:15,将合金坯料浸泡至质量分数65%硝酸溶液中,在120~130℃下油浴加热3~5h,随后过滤并收集钨骨架,用去离子水冲洗至洗涤液呈中性后,在75~80℃下干燥6~8h,制备得干燥钨骨架材料,备用;(4)选取100目玄武岩粉末并置于坩埚中,将坩埚置于120~150℃马弗炉中,按70℃/min升温加热至至1500~16...

【专利技术属性】
技术研发人员:何迎春王艳芹
申请(专利权)人:宁波高新区远创科技有限公司
类型:发明
国别省市:浙江,33

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