專利名稱：一種微晶玻璃絕緣子的制備方法及產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電瓷材料領(lǐng)域，更確切地說(shuō)，是一種以廢渣原料制備微晶玻璃絕緣子的方法絕緣子作為一種瓷件，用于固定導(dǎo)體并使導(dǎo)體間相互絕緣，完成架空電力線線路/電器或配電裝置的輸變電任務(wù)。絕緣子裸露在大氣中，溫差波動(dòng)大，腐蝕介質(zhì)多，載荷復(fù)雜，工作條件相當(dāng)嚴(yán)苛，因此對(duì)絕緣子使用的技術(shù)條件國(guó)家頒有嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)(GB772-87)。陶瓷絕緣子生產(chǎn)，采用粘土等鋁硅酸鹽原料，通過(guò)繁瑣的加工、成型、施釉、緩慢干燥、持續(xù)中溫?zé)Y(jié)成陶瓷，其主要弊端有三個(gè)第一是涉取優(yōu)質(zhì)粘土為原料，浪費(fèi)土地資源；其次是工藝繁瑣，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，產(chǎn)量和規(guī)模受到制約；第三產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性差，合格率低，成本居高不下(鄭明新主編，工程材料，清華大學(xué)出版社，1991年9月，P248)。本發(fā)明的目的是克服已有技術(shù)缺點(diǎn)，提供一種制備工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)周期短、產(chǎn)品成本低、性能好的絕緣子的生產(chǎn)方法。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的主要技術(shù)方案以兩種或兩種以上的工業(yè)廢渣為原料，通過(guò)熔融、澆鑄成型、核化、晶化等步驟制得微晶玻璃絕緣子。
本發(fā)明的具體制備方法包括以下步驟(1)將粉碎的廢渣原料加到池窯或電爐中，加熱至1400-1600℃，使其熔融后澄清，在1300-1350℃下保溫；(2)在0.01-0.1MPa下澆鑄到預(yù)熱至600-800℃的模中成型，再經(jīng)600-700℃退火；(3)于680-780℃下核化1-2小時(shí)，再經(jīng)850-980℃晶化1-2小時(shí)；(4)脫模、磨削、拋光即得到包括鈣鐵輝石、鈣長(zhǎng)石、透輝石、堇青石在內(nèi)的微晶玻璃絕緣子。
本發(fā)明所述的原料選自釩鈦磁鐵礦尾礦、含褐煤、瘦煤、煙煤在內(nèi)的粉煤灰、鉻渣、含釩鈦、稀土和普通高爐渣、含磁鐵、紅鐵、菱鐵和鉻鐵在內(nèi)的鐵尾礦、銅礦尾礦、金紅石、黃金尾礦、硼鎂尾礦、煤系粘土、白云石、長(zhǎng)石、菱鎂礦尾礦、砂巖中兩種或兩種以上的混合物。
所述的鈣鐵輝石微晶玻璃絕緣子；其主晶相為Ca(Mg.Fe)Si2O6(用電子衍射分析(SED)技術(shù)確定制品主晶相，以下同)。
所述的鈣長(zhǎng)石微晶玻璃絕緣子，其主晶相為CaO.AL2O3.2SiO2。
所述的透輝石微晶玻璃絕緣子，其主晶相為CaO.MgO.2SiO2。
所述的堇青石微晶玻璃絕緣子，其主晶相為2MgO.2AL2C3.5SiO2。
上述四種主晶相的微晶玻璃絕緣子所用的原料和其化學(xué)組成見(jiàn)專利申請(qǐng)?zhí)?8117458.2的專利申請(qǐng)本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明由于選用的原料均選自工業(yè)廢渣，因此原料易得，生產(chǎn)成本低；按本發(fā)明的方法制得的產(chǎn)品機(jī)械強(qiáng)度高、介電損耗小，介電常數(shù)穩(wěn)定，電絕緣性優(yōu)良，抗腐蝕、耐酸堿；由于原料選自工業(yè)廢渣，充分利用二次資源，減少環(huán)境污染，是一種很有發(fā)展前景的礦渣綜合利用途徑。
下面通過(guò)實(shí)例進(jìn)一步闡述本發(fā)明的特點(diǎn)。
實(shí)例1本實(shí)例是制備主晶相為Ca(Mg.Fe)Si2O6的鈣鐵輝石微晶玻璃絕緣子A具體制備過(guò)程將39％褐煤粉煤灰、46％釩鈦磁鐵尾礦、15％鉻渣經(jīng)粉碎混合后加入到電爐中，在1500℃熔融，經(jīng)澄后，在1300℃下保溫，在0.1MPa下注入已預(yù)熱至700℃的模中，在600℃下退火、脫模經(jīng)720℃核化1小時(shí)，再于900℃晶化1.5小時(shí)，冷卻后磨削、拋光即到所需產(chǎn)品。產(chǎn)品的化學(xué)組成(重％)SiO248％、(FeO+Fe2O3)9％、AL2O311％、CaO20％、MgO6％、TiO25％、MnO0.4％、Cr2O30.6％；產(chǎn)品性能見(jiàn)表1。
實(shí)例2本實(shí)例是制備主晶相為CaO.AL2O3.2SiO2的鈣長(zhǎng)石微晶玻璃絕緣子B。所用的原料釩鈦磁鐵尾礦53％、銅礦尾礦47％，制備過(guò)程和條件同實(shí)例1。產(chǎn)品的化學(xué)組成(重％)SiO254％、(FeO+Fe2O3)5％、AL2O36.5％、CaO13％、MgO7％、TiO26.4％；產(chǎn)品性能見(jiàn)表1。
實(shí)例3本實(shí)例是制備主晶相為Cao.MgO.2SiO2的透輝石微晶玻璃絕緣子C。采用原料磁鐵尾礦42％、鉻渣6％、硼鎂礦尾礦22％、白云石22％、菱鎂礦尾礦10％，其操作過(guò)程同實(shí)例1。
產(chǎn)品的化學(xué)組分(重％)SiO254％、(FeO+Fe2O3)5％、AL2O36.5％、CaO13％、MgO7％、TiO26.4％；產(chǎn)品性能見(jiàn)表1。
實(shí)例4本實(shí)例是制備主晶相為2MgO.2AL2O3.5SiO2堇青石微晶玻璃絕緣子D。采用的原料菱鎂礦尾礦38％、砂巖32％、煤系粘土24％、金紅石6％，其操作過(guò)程同實(shí)例1。
產(chǎn)品的化學(xué)組分(重％)SiO253％、(FeO+Fe2O3)0.8％、AL2O320％、CaO0.2％、MgO20％、TiO26％；產(chǎn)品性能見(jiàn)表1。
由表1看出，本發(fā)明產(chǎn)品A-D的機(jī)械性能和電化學(xué)性能均優(yōu)于陶瓷絕緣子。表權(quán)利要求
1.一種微晶玻璃絕緣子的制備方法，其特征在于制備過(guò)程包括以下步驟(1)將粉碎廢渣原料加到池窯或電爐中，加熱至1400-1600℃，使其熔融后澄清，在1300-1350℃下保溫；(2)在0.01-0.1MPa下澆鑄到預(yù)熱至600-800℃的模中成型，再經(jīng)600-700℃退火；(3)在680-780℃下核化1-2小時(shí)，再經(jīng)850-980℃晶化1-2小時(shí)；(4)脫模、磨削、拋光即褐到包括鈣鐵輝石、鈣長(zhǎng)石、透輝石、堇青石微晶玻璃絕緣子。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(2)退火后脫模，再經(jīng)核化、晶化、脫模、磨削、拋光。
3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的原料選自釩鈦磁鐵礦尾礦、含褐煤、瘦煤和煙煤的粉煤灰、鉻渣、含釩鈦、稀土和普通高爐渣、含磁鐵、紅鐵、菱鐵和路鐵的內(nèi)的鐵尾礦、銅礦尾礦、金紅石、黃金尾礦、硼鎂尾礦、煤系粘土、白云石、長(zhǎng)石、菱鎂礦、砂巖中的兩種或兩種以上的混合物。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于鈣鐵輝石微晶玻璃絕緣子，其主晶相為Ca(Mg.Fe)Si2O6。
5.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的透輝石微晶玻璃絕緣子，其主晶相為CaO.MgO.2SiO2。
6.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的鈣長(zhǎng)石微晶玻璃絕緣子，其主晶相為CaO.AL2O3.2SiO2。
7.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的堇青石微晶玻璃絕緣子，其主晶相為2MgO.2AL2O3.5SiO2。
全文摘要
本發(fā)明是一種微晶玻璃絕緣子的制備方法,其特點(diǎn)是原料選自釩鈦磁鐵礦尾礦、硼砂尾礦、白云石、長(zhǎng)石、砂巖等廢渣,通過(guò)熔融、澆鑄、核化、晶化等過(guò)程即可制得。本發(fā)明制得的產(chǎn)品機(jī)械強(qiáng)度高,介電損耗小,介電常數(shù)穩(wěn)定、電絕緣性能優(yōu)良、抗腐蝕、耐酸堿;本發(fā)明的制備方法簡(jiǎn)單,原料易得,生產(chǎn)成本低,是一種具有發(fā)展前景的礦渣綜合利用途徑。
文檔編號(hào)C04B33/26GK1246463SQ98117459
公開(kāi)日2000年3月8日 申請(qǐng)日期1998年9月2日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月2日
發(fā)明者宋守志, 邢軍, 童粵明, 呂榮, 王玉瑋, 徐小荷, 孟憲紅 申請(qǐng)人:東北大學(xué)釬具開(kāi)發(fā)研究中心