高档电瓷用球粘土研究

摘 要：利用次生粘土原矿、膨润土原矿，通过沉降法提纯，按比例混合均匀压滤可以制得理化指标优异，适用于高档电瓷的球粘土。膨润土理想加入比例为5.0%～%10.0%

关键词：电瓷;球粘土;次生粘土;膨润土;沉降法

1 前 言

电瓷是应用于电力系統中主要起支持和绝缘作用的部件，有时兼做其它电气部件的容器。因此，对其机械性能、电气性能、耐环境性能（冷热、抗污秽、老化等）有较高的要求。

目前市场上用于电瓷产品的球粘土的主要矿物成分为高岭石，其有一定的可塑性和干燥强度。但如果用于生产高档电瓷产品时，所要求的原料必须具有很高的可塑性、很高的干燥强度和较低的总线性收缩率，这些球粘土不能满足高档电瓷产品的要求。因为，如果采用的原料的可塑性和干燥强度不够高、收缩率大，在电瓷产品的成型、运输、干燥、切削加工等操作时，电瓷产品会由于可塑性和干燥强度不够高而出现变形、开裂、崩断等缺陷。

因此需要将球粘土的各原料的可塑性指数、总线性收缩率和结合强度控制在一个合适的范围，从而保证生产出的球粘土的可塑性指数、总线性收缩率和结合强度的参数满足各项理化指标，为生产出机械性能和电气性能优良的高档电瓷提供了一个良好的基础。

2  原矿化学成分

原矿化学成分见表1。

3 试 剂

分析纯：硅酸钠、三聚磷酸钠、碳酸钠、聚合氯化铝、氯化镁、硝酸。

4 样品制备

4.1 样品制备

4.1.1 次生粘土原矿提纯

将次生粘土投入1#化浆池中，按比例依次投入水和稀释剂，在1#化浆池化成干料百分含量为26%～50%的浆料，将浆料输送到1#螺旋除沙机除去较粗的石英沙，再输送到1#刮沙机除去较细的石英沙，再输送到1#振动筛除去树皮、草根、云母或其它杂质，然后输送到1#斜池沉降17～60h，再抽斜池上层浆料到1#中池，用1#搅拌机边搅拌边加入絮凝剂，使浆料充分絮凝，絮凝后的浆料输送到1#成品池，得到纯次生粘土浆。

4.1.2 膨润土原矿提纯

将膨润土投入球磨机中，按比例依次投入水和稀释剂，打开球磨机研磨8h，使浆料的325目筛余率低于5%，将研磨后的浆料输送到2#振动筛除去较粗杂质，再输送到2#斜池沉降3～58h，再抽斜池上层浆料到2#中池，用2#搅拌机边搅拌边加入絮凝剂，使浆料充分絮凝，絮凝后的浆料输送到2#成品池，得到纯膨润土浆.

4.1.3 制备球黏土产品

按表2比例配浆输送到3#成品池，用3#搅拌机搅拌混合均匀，再用柱塞泵输送到压滤机脱去部分水得到含水率为22.0%～33.5%的球粘土产品。

5 结果和讨论

（1）各试验结果见表3。

（2）球粘土样品的结合强度：随着膨润土的比例增大，球粘土样品的结合强度增大。

（3）球粘土样品的可塑性指数：随着膨润土的比例增大，球粘土样品的可塑性指数增大。

（4）球粘土样品的总线性收缩率：随着膨润土的比例增大，球粘土样品的总线性收缩率减小。

（5）球粘土样品的白度：随着膨润土的比例增大，球粘土样品的白度降低。

（6）球粘土样品的粘度：随着膨润土的比例增大，球粘土样品的粘度增大。

（7）球粘土样品的Al2O3：随着膨润土的比例增大，球粘土样品的Al2O3减少。

机理讨论：

高档电瓷形状较大且比较复杂，需要采用含水率为16%～26%的塑性料挤压成形，或化成含水率为22%～35%的坭浆后注浆成形，成形后因为坯体含水率大，所以强度低、干燥收缩大、容易变形、容易开裂，干燥前的坯体的可塑性要足够高和控制好干燥收缩才能避免变形和开裂。干燥后坯体还要用工具或机械切削加工，其可塑性和干燥强度必须足够高才能避免变形、开裂、崩断。因此，其坯料的干燥收缩、可塑性和干燥强度要求很高，如果干燥收缩大、可塑性不够、干燥强度不够，就很容易产生变形、开裂等缺陷，所以其坯体用球粘土适宜采用较高含量的次生粘土和一部分膨润土。但膨润土也要控制加入，必须控制它的可塑性指数、总线性收缩率、结合强度、粘度和用量在合适的范围。因为膨润土是由Al-（O，OH）八面体与Si-O四面体按2：1形成的层状硅酸盐结构，层间结合力很弱，水和一些极性分子易进入层间，层间水的数量可变且随着外界湿度和温度变化，产生吸湿膨胀，所以膨润土的干燥收缩和烧成收缩都较大，这也会导致产品变形、开裂。本次试验显示，膨润土比例>17%后，球粘土样品的粘度大，不容易分散。因此，膨润土理想加入比例为5.0%～10.0%。

6 结 论

沉降法可以方便地将杂质较多的次生粘土和膨润土提纯，然后按一定比例混合均匀坭浆，最后通过压滤，就能生产出理化指标优异的球粘土，为电瓷制造业生产高档电瓷产品提供了良好的保障。随着膨润土比例增大，球粘土的结合强度、可塑性指数、粘度和增大，Al2O3总线性收缩率和白度变小。本次试验显示，膨润土比例>17%后，球粘土样品的粘度大，不容易分散。因此，膨润土理想加入比例为5.0%～10.0%。

参考文献

[1] 谢汝忠，一种作为高档电瓷原料的球粘土及其生产方法，国家知识产权局，http：//pss-system.cnipa.gov.cn/sipopublicsearch/patentsearch/showViewList-jumpToView.shtml.