一种高压绝缘材料及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113200749A(43)申请公布日2021.08.03(21)申请号202110428589.5(22)申请日2021.04.21(71)申请人中材高新氮化物陶瓷有限公司地址255000山东省淄博市高新区开发区北路9号(72)发明人张伟儒李洪浩孙峰董廷霞白健李新(74)专利代理机构北京高沃律师事务所11569代理人王术娜(51)Int.Cl.C04B35/584(2006.01)C04B35/645(2006.01)C04B41/53(2006.01)C04B41/85(2006.01)H01B3/12(2006.01)权利要求书1页说明书6页(54)发明名称一种高压绝缘材料及其制备方法和应用(57)摘要本发明提供了一种高压绝缘材料及其制备方法和应用，属于绝缘材料技术领域。本发明以具有优异绝缘性的氮化硅材料为原料，利用绝缘性好的烧结助剂，能够减少烧结助剂对氮化硅陶瓷绝缘性的影响，从而保证材料的绝缘性能；本发明采用氮化硅陶瓷，其柱状晶粒结构和高致密度使其抗冲击性能优异；本发明通过在坯体表面涂抹氮化硼，能够隔绝烧结过程中炉体内石墨部件对坯体的渗透，从而提高材料的电阻率，进一步提高其绝缘性能。CN113200749ACN113200749A权利要求书1/1页1.一种高压绝缘材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将氮化硅粉、烧结助剂和研磨介质混合，进行湿法研磨，得到混合料浆；所述烧结助剂包括氧化铝、氧化钇、氧化锆、氧化镁和氧化硅中的至少两种；将所述混合料浆依次进行干燥、压制和粉碎，得到混合粉料；将所述混合粉料进行冷等静压成型，得到第一生坯；在所述第一生坯表面涂覆氮化硼料浆，干燥后，得到第二生坯；将所述第二生坯进行气压烧结，得到高压绝缘材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氮化硅粉的平均粒径D50＜1μm，α相含量＞90％；所述氧化铝、氧化钇、氧化锆、氧化镁和氧化硅的平均粒径D50独立地＜1μm。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述氮化硅粉占所述氮化硅粉与烧结助剂总质量的质量百分比为80～95％；所述氧化铝、氧化钇、氧化锆、氧化镁和氧化硅的质量比为(0～8)：(0～8)：(0～4)：(0～4)：(0～4)。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述压制的压力为50～150MPa，保压时间为100～200s。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述冷等静压成型的压力为200～300MPa，保压时间为100～500s。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氮化硼料浆中固相物料的质量含量为30～40％。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述气压烧结的温度为1680～1800℃，保温时间为10～20h，压力为2～8MPa；升温至所述气压烧结的温度的升温速率为3～8℃/min。8.权利要求1～7任一项所述制备方法制备得到的高压绝缘材料，其特征在于，包括β相氮化硅和弥散分布于所述β相氮化硅中的玻璃相，所述玻璃相由烧结助剂形成；所述烧结助剂包括氧化铝、氧化钇、氧化锆、氧化镁和氧化硅中的至少两种。9.权利要求8所述高压绝缘材料在高压电力设备中的应用。2CN113200749A说明书1/6页一种高压绝缘材料及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明涉及绝缘材料技术领域，尤其涉及一种高压绝缘材料及其制备方法和应用。背景技术[0002]高压绝缘材料在输电线路和变电站中广泛应用，起着支撑导线和绝缘的作用，其质量好坏直接影响着电网的安全运行。绝缘材料一旦发生断裂，轻则造成短路器损坏、变压器烧损，重则造成大面积停电，严重影响经济发展和社会稳定。[0003]众所周知，由于陶瓷的绝缘性好，传统的高电压绝缘材料多使用陶瓷材料，常见高强度电瓷材料有普通电瓷、高硅质电瓷和铝质电瓷等。然而，一般的电瓷材料存在易碎、抗冲击性差等缺点，因此在超高压、特高压领域被玻璃钢和有机复合绝缘材料所替代。但是，玻璃绝缘难以成型外形大而复杂的制品，有机复合绝缘材料抗老化能力有限，从而限制了高压电力设备的发展。发明内容[0004]本发明的目的在于提供一种高压绝缘材料及其制备方法和应用，所制备的高压绝缘材料具有优异的抗冲击性能和高绝缘性能，满足户内绝缘及户外绝缘等多种高压环境的使用要求。[0005]为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：[0006]本发明提供了一种高压绝缘材料的制备方法，包括以下步骤：[0007]将氮化硅粉、烧结助剂和研磨介质混合，进行湿法研磨，得到混合料浆；所述烧结助剂包括氧化铝、氧化钇、氧化锆、氧化镁和氧化硅中的至少两种；[0008]将所述混合料浆依次进行干燥、压制和粉碎，得到混合粉料；[0009]将所述混