固砂釉对于悬式瓷绝缘子性能影响的研究

0 引 言

在国内，840 kN各类产品代表着悬式电瓷绝缘子的领先制造技术，仅有两家绝缘子生产企业完成了该等级产品的鉴定，大连电瓷集团输变电材料有限公司就是其中的一家。公司作为悬式电瓷绝缘子领军型企业，在产品的研发改进，技术的不断创新中，积累了丰富的制造经验，产品的技术水平和质量稳定性始终保持在行业的最前列。其中，对于高吨位悬式瓷绝缘子产品的研发过程中的每个细节都进行深入的技术论证。试生产过程中，我们发现悬式瓷绝缘子产品头部内外釉面，随着窑炉的烧成波动存在不同程度上的缩釉现象，即表面看的“起皮、起泡”，一定程度上影响了瓷件的烧成外观，对于产品性能可能造成了潜在的不利影响。

笔者从固砂釉性能研究出发，通过分析坯釉结合处及产品性能的表现，寻找生产高吨位、高等级电瓷产品的合理性能的组成材料。

1 实验

1.1 实验仪器及样品测试

采用平板法测试高温流动度，使用美国Bickley公司生产的电瓷隧道窑进行烧成；采用上海实研电炉有限公司生产的SXW-8-17型箱式电阻炉进行熔融温度试样的阶梯温度烧成；采用济南新世纪试验机制造有限公司生产的WDW-30型电子万能试验机测试试条的抗折强度；采用美国Bickley公司生产的电瓷隧道窑进行不同上釉厚度的伞片、固砂釉、膨胀系数试样的烧成；采用西安科林热工科技有限公司与大连三箭金具有限公司生产的152立方米抽屉窑进行固砂釉、膨胀系数试样的烧成；采用北京赛多利斯天平有限公司生产的BS210S型电子天平，使用排水法测试瓷质的体积密度、开口孔隙率、吸水率；采用湘潭湘仪仪器有限公司生产的PCY-1200型高温热膨胀仪测试瓷质及釉料的膨胀系数；采用日本电子株式会社生产的JSM-6510型扫描电子显微镜测试瓷质的显微结构；采用上海安又达仪器设备有限公司生产的AHT-2M-S/2000 kN型液压式万能试验机测试产品的机电破坏强度。

1.2 原料的选择

不同等级的工业氧化铝以其独有的性能特点，已经在陶瓷行业中普遍应用，主要是在陶瓷坯体中做主体材料，在釉料中批量应用相对较少。但其在釉料中少量使用，可以显著的提高釉料的熔融温度，做成高温釉，同时氧化铝可以部分或完全替代硅酸锆作为乳浊剂在釉中应用，白度较好，适量应用可以使釉料具有优良的硬度和耐磨性[1-4]。为了提高固砂釉的硬度，优化配方的性能，与产品的其它组成材料更好的匹配，改进固砂釉配方是在原固砂釉配方的基础上引入了高温煅烧α型的工业氧化铝，同时调整配方中长石、硅灰石等熔剂型原料的应用比例，达到釉料配方的设计目的，来满足产品的高性能需求。

2 结果与讨论

2.1 固砂釉的基本性能

由表1所示，改进固砂釉相对原固砂釉在保证上釉强度的前提下有更高的流动度，熔融温度起始点相对低20度。改进的固砂釉可以在更低的温度开始进行固相反应，高温粘度更低，具有较优良的润湿性能，更好的把瓷砂与坯体结合在一起。一般情况下，电瓷产品的釉料要具有压缩性，上釉强度要高于无釉强度15%以上，可以较充分的使材料有一个合理的设计裕度，保证产品的强度及稳定性处于一个较高的水平[5]。在本试验中，试条上两种固砂釉后强度均提高30%以上，可以有效的提高悬式瓷绝缘子产品的头部强度。

表1 固砂釉的基本性能对比数据Table 1 The comparison data of basic properties ofsand glaze配方高温流动度/mm熔融温度/℃强度/MPa(无釉161)原固砂釉35.-改进固砂釉52.-

2.2 上釉厚度对于烧成质量的影响

本试验样品采用悬式瓷绝缘子产品的伞片进行，分别上如表2所示的厚度，在隧道窑装烧。结果显示，伞片单独上不同厚度的两种固砂釉，烧成后未见缩釉或龟裂现象。当表面再上一层伞盘釉后，两种固砂釉均出现不同程度的缩釉或龟裂现象，但改进的固砂釉对于厚度的适应范围更宽。产品采用改进的固砂釉，为了保证瓷砂的充分润湿，埋入量更合理，厚度可以上到0.22 mm。

表2 上釉厚度对于烧成质量的影响Table 2 The influence of glaze thickness on firing quality上釉厚度/mm伞盘釉厚度/mm原固砂釉缩釉或龟裂改进固砂釉缩釉或龟裂无无无无无无无无无0.25-0.26无无轻无中轻重中

2.3 釉料不同条件烧成性能表现

由表3所见，两种固砂釉在三种条件下烧成，分别为电炉4.5小时纯氧化气氛烧成，隧道窑32小时氧化气氛烧成，抽屉窑76小时还原气氛烧成。釉料性能不同条件存在一定波动差异，其中改进固砂釉的比重均高于原固砂釉，开口孔隙率均低于原固砂釉，两种固砂釉的开口孔隙率均随着烧成时间的延长，而变大。

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