半硬塑挤出高压电瓷的制备及机械性能的研究

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实验以铝矾土、长石、粘土(章村土、淘洗青草岭、木节土)、滑石、碳酸钡为主要原料,采用半硬塑挤出成形工艺制备高压电瓷坯体,并通过烧结制备电瓷试样。研究了烧成温度、保温时间及烧成气氛对电瓷材料性能的影响。通过玻化试验和孔隙性试验确定了烧成温度范围;用SGW-工程材料强度综合试验仪测定了抗折强度;采用阿基米德密度测定法测定了体积密度;通过冷热急变性试验测定了冷热急变性;用X-射线衍射仪分析了物相组成;用扫描电子显微镜和X射线能谱分析仪分析了显微结构和微观元素;使用综合热分析仪分析了试样在烧结过程中的各种物理化学变化进行表征。结果表明:1)半硬塑挤出高压电瓷的最佳配方为:铝矾土37%,长石9%,章村土18%,淘洗青草岭29%,木节土5%,滑石2%,碳酸钡2%。最低烧成温度为1240℃,烧成温度范围为1240℃~1270℃,最佳的烧成制度:氧化气氛980℃保温25h,还原气氛980℃20h升温至1240℃,中性气氛1240℃保温2.5h。试样的体积密度达到2.806g/cm3,显气孔率降到0.026%,抗折强度达到180.64MPa,电气强度达到28kV/mm,冷热急变性达到300K。2)随着温度的升高,三氧化二铝与二氧化硅转变成莫来石,使莫来石含量不断增加,刚玉含量不断减少。3)在相同烧成气氛下,分别在350℃、980℃、1050℃以及1240℃下随着保温时间的增大,均能使试样的致密度增大。4)在相同烧成温度和保温时间下,氧化气氛下烧成的试样比还原气氛下的致密度高。在氧化气氛1050℃下预烧,再在还原气氛下烧成的试样的致密度有很大程度的提高。
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