摘 要

我国特高压输电工程、电气化铁路工程建设快速发展，复杂条件下的绝缘和新材料的问题急需基础理论研究的创新突破。铝硅体系电瓷材料具有良好的机械强度、耐热冲击性能和绝缘性，化学稳定性高等特性，而成为绝缘子最广泛选用的材料。以铝硅质高压电瓷为研究对象，采用固相烧结制备高强度铝硅质电瓷样品，改变Al₂O₃及潮州土的含量，分析其对电瓷综合性能的影响，结果表明Al₂O₃含量为40%、潮州土含量为35%的样品具有相对较好的综合性能，弯曲强度可达174.23MPa，样品致密度相对较高。通过改变烧结温度和保温时间，发现适当提高烧结温度、延长保温时间可以促进二次针状莫来石生长发育，加速液相扩散填补坯体中的孔隙，从而有效提高电瓷材料的强度及致密度。

关键字：高压电瓷，氧化铝，潮州土，烧结温度，保温时间

Abstract

The construction of UHV transmission projects and electrified railway projects in my country is developing rapidly, but the problems of insulation and new materials under complex conditions urgently need innovative breakthroughs in basic theoretical research. Aluminum-silicon electrical ceramic materials have good mechanical strength, thermal shock resistance and insulation, high chemical stability and other characteristics, and become the most widely used material for insulators. Taking aluminum-silicon high-voltage electric porcelain as the research object, high-strength aluminum-silicon electric porcelain samples were prepared by solid phase sintering, the content of Al₂O₃ and Chaozhou soil was changed, and the effect on the comprehensive performance of electric porcelain was analyzed. The results showed that Al₂O₃ content was 40% and Chaozhou soil The sample with a content of 35% has a relatively good comprehensive performance, the bending strength can reach 174.23MPa, and the density of the sample is relatively high. By changing the sintering temperature and holding time, it was found that properly increasing the sintering temperature and prolonging the holding time can promote the growth of secondary acicular mullite and accelerate the liquid phase diffusion to fill the pores in the green body, thereby effectively improving the strength and density of the electric porcelain material .

Keywords:High voltage porcelain,Alumina,Chaozhou soil,Firing temperature,Holding time

目 录

第1章 绪论 1

1.1. 前言 1

1.2. 电瓷概述 2

1.2.1. 电瓷的分类 2

1.2.2. 电瓷的生产工艺 2

1.2.3. 高压电瓷的显微结构 4

1.3. 高压电瓷的发展历程及研究现状 4

1.3.1. 高压电瓷的发展历程 4

1.3.2. 高压电瓷的研究现状 5

1.4. 研究目的及内容 6

第2章 实验 8

2.1. 试验用主要原料及仪器设备 8

2.2. 样品制备 9

2.3. 性能测试及表征 9

2.3.1. 机械性能测试 9

2.3.2. 气孔率及密度测试 10

2.3.3. 物相分析 11

2.4. 显微结构分析 11

第3章 Al₂O₃及潮州土等矿物组成对高压电瓷物相组成的影响 12

3.1. 配方设计 12

3.2. Al₂O₃对高压电瓷材料性能的影响 12

3.2.1. Al₂O₃对高压电瓷材料机械强度的影响 12

3.2.2. Al₂O₃对高压电瓷材料密度、气孔率及电气强度的影响 13

3.2.3. Al₂O₃对高压电瓷材料微观结构及物相组成的影响 13

3.3. 潮州土对高压电瓷材料性能的影响 14

3.3.1. 潮州土对高压电瓷材料物理性能的影响 14

3.3.2. 潮州土对高压电瓷材料微观结构及物相组成的影响 15

第4章 制备工艺对电瓷显微结构性能的影响 16

4.1. 烧结温度对电瓷材料性能的影响 16

4.1.1. 烧结温度对电瓷材料物理性能的影响 16

4.1.2. 烧结温度对电瓷材料物相组成及显微结构的影响 17

4.2. 保温时间对电瓷材料性能的影响 18

4.2.1. 保温时间对电瓷材料物理性能的影响 18

4.2.2. 保温时间对电瓷材料显微结构及物相组成的影响 19

第5章 结论 21

参考文献 22

致 谢 24