本發明涉及絕緣子用釉料技術領域，具體涉及一種絕緣子用超高硬度棕色釉料(莫氏硬度不小于7級，試條強度為67.6MPa)及其制備方法。
背景技術：
高壓輸變電用絕緣子，一般由絕緣件和金屬附件用膠合劑膠合或機械卡裝而成。是電力行業不可缺少的絕緣材料。一般屬于外絕緣，在自然大氣條件或高壓條件下工作。架空輸電線路、發電廠和變電所的母線和各種電氣設備的外部帶電導體均須用絕緣子支持，并使之與大地(或接地物)或其他有電位差的導體絕緣。
絕緣子一般采用多種礦物、粘土材料混合，經過多個步驟和復雜的加工工藝以及上釉料、烘干和燒成得到最終具有絕緣性能的產品。而作為絕緣子的保護層釉料，覆蓋在絕緣子的外、內表面，直接與外界接觸，在工作環境惡劣的條件下，例在沙漠戈壁、高溫高壓的環境，絕緣子的釉面不斷經受風沙侵襲，若釉面硬度低于6(莫氏硬度)，絕緣子表面容易被砂礫劃傷、打毛，表面變得粗糙，容易積污，失去自潔能力，可能引發污閃事故，導致大面積停電。釉面硬度低，空心瓷絕緣子在燒成后的切割、研磨過程中，很容易被支撐在內孔金屬軸和腳墊劃傷，這些劃痕極易成為裝有油或絕緣氣體、承受高壓的空心絕緣子破壞的開裂源，導致絕緣子在使用過程中發生爆炸，造成極大的安全隱患。
技術實現要素：
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本發明針對現有技術的上述不足，提供一種具有高的硬度和耐劃傷性能，使用安全的絕緣子用超高硬度棕色釉料。
為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：一種絕緣子用超高硬度棕色釉料，該釉料各組分的重量百分比組成為：
白剛玉微粉6～7％，自制微晶瓷粉10～13％，石英30～33％，硅酸鋯微粉10～15％，鈉長石6～8％，鋰長石5～7％，硅灰石5～7％，碳酸鋇1～2％，合成堇青石8～13％，標準粘土7～12％，氧化鐵1～2％，氧化鉻1～2％，氧化錳3～5％。
本發明的白剛玉微粉大部分以剛玉微晶形式存在于釉層中，直接提高釉層的硬度，小部分熔入玻璃體，增強玻璃網絡，進一步提高硬度；
本發明自制微晶瓷粉是高鋁瓷坯(高鋁瓷)經過1300℃煅燒、粉碎而成，細度180-200目，獲得的自制微晶瓷粉其化學成分為：SiO2 38％～40％，Al2O3 52％～54％，Fe2O3≤1.5％，TiO2 1.9％～2.3％，CaO≤0.6％，MgO≤0.4％，K2O3.2％～3.4％，Na2O0.4％～0.6％。使用自制微晶瓷粉的目的一方面是提高釉層中剛玉、莫來石的微晶含量，提高釉面硬度，另一方面是提高釉料初熔溫度，使坯料氣體順利排出，同時減少了生料釉反應產生氣體，減少釉層中的氣孔含量，提高釉面強度；
本發明的石英是釉層中形成玻璃網絡的主要成分，有利于提高網絡的致密程度和硬度；
本發明引入硅酸鋯微粉的主要目的是利用硅酸鋯在高溫狀態下不易熔于釉玻璃體的特性，提高釉層中晶體含量，從而提高釉面硬度；
本發明選用鈉長石和鋰長石，而不使用鉀長石的目的是以離子半徑較小的堿性氧化物代替離子半徑較大的，增強釉面硬度；
本發明使用硅灰石是為了引入氧化鈣，起熔劑作用，硅灰石熔融過程中不產生氣體，減少釉層中氣孔，提高釉面硬度；
本發明碳酸鋇為強熔劑，能降低高溫狀態下釉玻璃體的粘度，利于形成光滑平整的釉面；
本發明的合成堇青石：如河北邢臺新型耐火材料廠有限公司市售的堇青石骨料，氧化鎂含量13.5～14.5％，調節釉料膨脹系數，提高釉層中晶體含量，提高釉面硬度；
本發明的標準粘土：市售可塑性粘土，提高釉漿懸浮性能和流動性,其化學成分為：SiO2 53％～56％，Al2O3 27.5％～29.5％，Fe2O3≤1.5％，CaO+MgO≤0.8％，I.L(燒失量)：12％～13％。
本發明氧化鐵、氧化鉻、氧化錳，起熔劑、著色作用。
以上提到的原料組分和化學成分均為重量百分比含量。
本發明還提供一種絕緣子用超高硬度棕色釉料的制備方法，具體的步驟包括：(1)首先按照配方比例準確稱量釉料，然后將釉料、球(球磨用的球)和水混合一次入磨進行球磨；其中釉：球(研磨球氧化鋁球石)：水＝1:2:1，球磨粉碎至10微米以下顆粒占77～79％，得到釉料漿料；然后按照行業常規方法對絕緣子坯料進行浸釉(釉即為上述的釉料漿料)、噴油法施釉，釉層厚度0.3～0.4mm。然后置于1250-1290℃溫度下還原氣氛燒結成瓷。
本發明上述的球磨粉碎至10微米以下顆粒占77～79％這一技術規定非常關鍵，控制該范圍的細度，可以保證獲得的釉料漿料懸浮性能好，物料在漿料中不易分層，各種組分分散的更加均勻，為后期的浸釉、噴油法施釉提供更加均勻的釉層，保證釉料燒結后的顏色的穩定性，只有在該范圍內，漿料施釉燒結成瓷后才能保證最終產品的顏色為棕色，顏色穩定性高。
本發明的優點和優異效果：
本發明通過使用白剛玉微粉、自制的微晶瓷粉和硅酸鋯微粉，大幅度提高了釉層中的微晶含量，使用鈉長石、鋰長石是代替了通常使用的鉀長石，增強了堿金屬離子與非橋氧的結合強度，同時引入合成堇青石調整膨脹系數，提高石英用量，經高溫處理形成富含微細晶體、氣孔含量少、網絡結構致密的超高硬度釉玻璃體，抗劃傷能力強，釉面硬度達到莫氏7級以上，絕緣子的釉面能夠經受金屬、風沙侵襲，不會產生劃痕。
具體實施方式
下面通過實施例進一步詳細描述本發明，但本發明不僅僅局限于以下實施例。
實施例1：
本發明的釉料重量百分比(wt％)的配比為：白剛玉微粉6，自制微晶瓷粉10，石英31，硅酸鋯微粉10，鈉長石7，鋰長石5，硅灰石7，碳酸鋇1，合成堇青石9，標準粘土9，氧化鐵1，氧化鉻1，氧化錳3。
實施例2：
本發明的釉料重量百分比(wt％)的配比為：白剛玉微粉6，瓷粉11，石英30，硅酸鋯微粉10.5，鈉長石8，鋰長石6，硅灰石5，碳酸鋇1，合成堇青石8，標準粘土9，氧化鐵1，氧化鉻1，氧化錳3.5。
實施例3：
本發明的釉料重量百分比(wt％)的配比為：白剛玉微粉7，瓷粉,10，石英33，硅酸鋯微粉10，鈉長石6，鋰長石5，硅灰石5，碳酸鋇1，合成堇青石8，標準粘土7，氧化鐵1.5，氧化鉻1.5，氧化錳5。
具體制備步驟為：
按配方準確稱量釉料的各種原料，各種釉料的原料和球與水一次加入到球磨機中，其中釉料：球(研磨球氧化鋁球石)：水的重量比＝1:2:1，然后球磨粉碎至10微米以下顆粒占77～79％，最終得到釉料漿料。
按照行業常規方法對絕緣子坯料進行浸釉、噴油法施釉，釉層厚度0.3～0.4mm。然后置于1250-1290℃溫度下還原氣氛燒結成瓷。
性能檢測：
對實施例1-3制備的釉面進行檢測，具體參數如下所示：經檢測本發明的超絕緣子棕釉的莫氏硬度不小于7級，傳統棕釉莫氏硬度為5～6級。超高硬度棕釉試條強度為67.6MPa，傳統棕釉的試條強度為46.9MPa；顏色穩定為棕色。超硬絕緣子棕釉釉面足以抵抗金屬、風沙侵襲，不會產生劃痕，避免了棕釉絕緣子在安裝、使用過程中表面的損傷帶來的隱患。