一种用于高压电容器的陶瓷绝缘子及其制备方法技术

本发明专利技术涉及绝缘子领域，具体为一种用于高压电容器的陶瓷绝缘子及其制备方法，包括氧化铝坯体和釉面层；以重量份数计，所述釉面层包括：氧化铝40

【技术实现步骤摘要】
一种用于高压电容器的陶瓷绝缘子及其制备方法


[0001]本专利技术涉及复合绝缘子材料领域，具体为一种用于高压电容器的陶瓷绝缘子及其制备方法。

技术介绍

[0002]陶瓷绝缘子以其优良的机电性能长期被广泛应用于高压电容器中，起着绝缘、密封和支撑等作用。高压电容器在实际运行过程中，绝缘子由于受周围环境如暴雨、高湿、污染等恶劣环境的影响，可能会发生各种放电现象，使绝缘子局部出现劣化变质，缩短其使用寿命。所以陶瓷绝缘子表面绝缘能力的提高已成为电容器领域所关注和亟待解决的问题之一。

技术实现思路

[0003]专利技术目的：针对上述技术问题，本专利技术提出了一种用于高压电容器的陶瓷绝缘子及其制备方法。
[0004]所采用的技术方案如下：
[0005]一种用于高压电容器的陶瓷绝缘子，包括氧化铝坯体和釉面层；
[0006]以重量份数计，所述釉面层包括：
[0007]氧化铝40
‑
60份、氧化铬5
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10份、六方氮化硼20
‑
30份、碳酸锂0.5
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1.5份、氧化镧0.1
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1份、白云石4
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8份、铈锆固溶体修饰埃洛石纳米管5
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10份、二氧化钛包覆氧化铟10
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20份、钛酸锶5
‑
10份、玻璃粉3
‑
6份。
[0008]进一步地，所述氧化铝基体和釉面层之间还设有结合层。
[0009]进一步地，所述结合层为二氧化硅微纳米结构层。
[0010]进一步地，所述铈锆固溶体修饰埃洛石纳米管的制备方法如下：
[0011]将铈盐、锆盐加入水中制成溶液A，将环己烷、非离子表面活性剂、正戊醇混合制成溶液B，将溶液B分成两份，记为溶液B
‑
1和溶液B
‑
2，向溶液B
‑
1中加入溶液A和埃洛石纳米管并搅拌均匀得到反相微乳液A，向溶液B
‑
2中加入氨水并搅拌均匀得到反相微乳液B，将反相微乳液B逐滴加入反相微乳液A中，滴毕后搅拌反应60
‑
120min，分离出产物洗涤后干燥、焙烧即可。
[0012]进一步地，铈盐、锆盐的摩尔比为1
‑
2.5：1。
[0013]进一步地，焙烧温度为500
‑
600℃，焙烧时间为2
‑
4h。
[0014]进一步地，所述二氧化钛包覆氧化铟的制备方法如下：
[0015]将氧化铟于钛酸四丁酯甲苯溶液中浸渍10
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30min后，将其分离，用甲苯、水循环洗涤后于550
‑
600℃煅烧5
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10h，自然冷却至室温后取出得到预包覆体，在盐酸/水溶液中，加入钛酸四丁酯并搅拌均匀，再加入所述预包覆体，所得混合液转移至水热反应釜中，密封升温至120
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150℃反应6
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10h，恢复室温后，分离出产物，洗涤、干燥即可。
[0016]进一步地，所述玻璃粉为CBS玻璃粉。
[0017]本专利技术还提供了一种陶瓷绝缘子的制备方法：
[0018]将正硅酸乙酯、乙酰丙酮溶于无水乙醛中，将得到的第一混合液喷洒在所述氧化铝坯体的表面，再将硝酸、乙醇和水组成的第二混合液也喷洒在所述氧化铝坯体的表面，60
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70℃保温3
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6h后升温至500
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600℃预烧1
‑
3h，得到含结合层的氧化铝坯体，将氧化铝、氧化铬、六方氮化硼、碳酸锂、氧化镧、白云石、铈锆固溶体修饰埃洛石纳米管、二氧化钛包覆氧化铟、钛酸锶、玻璃粉球磨后与水混合得到釉浆，在所述氧化铝坯体表面施以釉浆，干燥后得到厚度为0.1
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1mm的釉面层，将得到的半成品升温至1350
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1450℃烧结2
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4h，恢复室温即可。
[0019]进一步地，烧结时的升温速度为5
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10℃/min。
[0020]本专利技术的有益效果：
[0021]本专利技术提供了一种用于高压电容器的陶瓷绝缘子，二氧化硅微纳米结构层设于氧化铝坯体和釉面层之间起到提高结合强度，降低烧结时应力的作用，氧化铬具有极低的二次电子发射系数，能够有效提高陶瓷绝缘子的表面耐压能力，六方氮化硼加入后能够提高陶瓷绝缘子的绝缘性能、热稳定性、化学稳定性和机械稳定性，采用白云石，可以引入MgO和CaCO3成分，能够降低釉面层的烧成温度，促进二氧化硅微纳米结构层与釉面层间莫来石相的形成，提高结合强度，铈锆固溶体修饰埃洛石纳米管可以改善陶瓷绝缘子的放电和击穿特性，它可以抑制放电的产生，减少表面电晕放电、电弧放电等现象，降低绝缘子发生击穿的概率，提高闪络电压，还能够改善陶瓷绝缘子的机械性能，二氧化钛的价带和导带电位比氧化铟的价带和导带电位都高，而且氧化铟的禁带宽度仅为2.8eV，包覆后二氧化钛和氧化铟之间发生了电子和空穴的定向转移，对污秽的降解能力得到提升，钛酸锶作为典型的钙钛矿型复合氧化物，具有载流子迁移率高、光催化活性高等优点，加入后可以进一步改善陶瓷绝缘子对污秽的降解能力，起到很好的防污、自清洁效果，本专利技术所制备的陶瓷绝缘子具有良好的绝缘、抗污秽闪络能力，性能稳定，而且还具有较为优异防污性能。
具体实施方式
[0022]实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。本专利技术未提及的技术均参照现有技术，除非特别指出，以下实施例和对比例为平行试验，采用同样的处理步骤和参数。
[0023]实施例1：
[0024]一种用于高压电容器的陶瓷绝缘子，包括氧化铝坯体、二氧化硅微纳米结构层和釉面层；
[0025]以重量份数计，釉面层包括：
[0026]氧化铝50份、氧化铬6份、六方氮化硼22份、碳酸锂1.2份、氧化镧0.5份、白云石6份、铈锆固溶体修饰埃洛石纳米管8份、二氧化钛包覆氧化铟15份、钛酸锶5份、CBS玻璃粉4份。
[0027]其中，铈锆固溶体修饰埃洛石纳米管的制备方法如下：
[0028]将130.27g六水合硝酸铈、85.87g五水合硝酸锆加入500mL水中制成溶液A，将472mL环己烷、210mL曲拉通X
‑
114、102mL正戊醇混合制成溶液B，将溶液B平均分成两份，记
为溶液B
‑
1和溶液B
‑
2，向溶液B
‑
1中加入溶液A和200g埃洛石纳米管并搅拌均匀得到反相微乳液A，向溶液B
‑
2中加入500mL 4mol/L氨水并搅拌均匀得到反相微乳液B，将反相微乳液B逐滴加入反相微乳液A中，滴毕后搅拌反应120min，离心将产物分离，用水和乙醇洗涤后80℃干燥10h，最后再置于马弗炉中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于高压电容器的陶瓷绝缘子，其特征在于，包括氧化铝坯体和釉面层；以重量份数计，所述釉面层包括：氧化铝40
‑
60份、氧化铬5
‑
10份、六方氮化硼20
‑
30份、碳酸锂0.5
‑
1.5份、氧化镧0.1
‑
1份、白云石4
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8份、铈锆固溶体修饰埃洛石纳米管5
‑
10份、二氧化钛包覆氧化铟10
‑
20份、钛酸锶5
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10份、玻璃粉3
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6份。2.如权利要求1所述的陶瓷绝缘子，其特征在于，所述氧化铝基体和釉面层之间还设有结合层。3.如权利要求2所述的陶瓷绝缘子，其特征在于，所述结合层为二氧化硅微纳米结构层。4.如权利要求1所述的陶瓷绝缘子，其特征在于，所述铈锆固溶体修饰埃洛石纳米管的制备方法如下：将铈盐、锆盐加入水中制成溶液A，将环己烷、非离子表面活性剂、正戊醇混合制成溶液B，将溶液B分成两份，记为溶液B
‑
1和溶液B
‑
2，向溶液B
‑
1中加入溶液A和埃洛石纳米管并搅拌均匀得到反相微乳液A，向溶液B
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2中加入氨水并搅拌均匀得到反相微乳液B，将反相微乳液B逐滴加入反相微乳液A中，滴毕后搅拌反应60
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120min，分离出产物洗涤后干燥、焙烧即可。5.如权利要求4所述的陶瓷绝缘子，其特征在于，铈盐、锆盐的摩尔比为1
‑
2.5：1。6.如权利要求4所述的陶瓷绝缘子，其特征在于，焙烧温度为500
‑
600℃，焙烧时间为2
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【专利技术属性】
技术研发人员：凌伟，凌强，
申请(专利权)人：醴陵华凌电瓷电器制造有限公司，
类型：发明
国别省市：