原料颗粒分布对电瓷材料可靠性影响

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1、原料颗粒分布对电瓷材料可靠性的影响摘要电瓷原料的颗粒尺寸及分布特别是粗颗粒的粒径和数量直接影响电瓷坯料的质量以及后续的工艺过程，进而影响电瓷产品的瓷质性能及可靠性。采用细磨的、粗颗粒较少且粒径分布范围较窄的原料有利于减少瓷质结构中粗大晶粒及气孔的含量，提高结构的均匀性，对提高电瓷材料的性能和产品运行的可靠性有重要意义。目前，绝大多数电瓷生产企业仍然采用传统的球磨工艺研磨原料，虽然操作简单、运行稳定，但是电瓷原料中的瘠性料(矾土、长石等)因硬度较高而难磨，在正常生产中如果单纯使用球磨往往需要经过很长的时间

2、才能达到工艺所需要的细度范围，而且球磨机研磨效率低，能耗大，并且由其制备的坯料中粗颗粒较多，粒径分布范围宽，不仅制约了电瓷企业生产效率的提高，而且影响了电瓷产品质量的稳定性和运行可靠性。搅拌式砂磨机是在搅拌磨和砂磨机原理的基础上，用电机带动搅拌轴高速旋转，驱动直径为2～3mm的A1203瓷球高速撞击物料，从而达到磨细颗粒和混合分散的目的，其研磨效率高，可实现物料的连续性研磨。本文以萍乡某电瓷生产企业的正常生产原料及配方为基础，分别采用单一球磨和球磨与搅拌式砂磨相结合两种研磨方式对原料进行细磨，制备出一系

3、列不同颗粒分布的浆料，采用激光粒度分析仪分析了不同研磨方式的研磨效果。发现采用球磨8h后再砂磨lmin的研磨方式在保持与正常生产相近的平均粒径下，有效减少了坯料中粗颗粒的粒径和数量，缩小了粒径分布范围，显著提高了研磨效率，节约了研磨能耗。将不同颗粒分布的浆料按照正常生产工艺过程挤制成巾22mm×140mm的试条，一部分试条在工厂窑炉中以还原气氛于1270℃烧成，另一部分在实验室用硅碳棒电阻炉以氧化气氛分别在1260℃、1280。C、13009C和1320。C下烧成。测试了不同温度和气氛条件下烧成后试样的

4、抗弯强度、击穿强度、体积密度和开VI孔隙率，采用XRD和SEM分别检测其物相组成并观察其显微结构，分析了原料颗粒分布对电瓷坯料烧结性能的影响。结果表明：坯料的烧结温度随着粒径和粒径分布范围的减小而降低；在氧化气氛中烧成的瓷质强度比还原气氛中烧成的提高了5％～10％，球磨14h和球磨8h再砂磨lmin两种坯料在氧化气氛中烧成后，刚玉和莫来石的含量比在还原气氛中烧成的略高，且瓷质显微结构比在还原气氛烧成的更均匀，晶粒较小，二次莫来石晶形发育比较完全。本文还研究了颗粒分布对瓷质性能及可靠性的影响。各坯料在氧化

5、气氛下烧结时，随着粒径分布范围的减小，瓷质抗弯强度和击穿强度均相应提高，强度的硕士学位论文分散性逐渐减小，显微结构中晶粒尺寸变小，气孔变小，且形状趋于规则的球形，结构趋于致密化；球磨8h再砂磨1min的试样比正常生产料的抗弯强度提高了约10％，强度偏差值减小了35．7％，击穿强度提高了8．5％，体积密度增加了0．8％，显气孔率减小了l6．7％，并且瓷质中刚玉和莫来石的含量较高，二次莫来石发育更完整。此外，还对比了球磨14h和球磨8h再砂磨lmin两种坯料的工艺性能，后者坯料的干坯强度提高了14％，将两者

6、均按照正常生产工艺过程在萍乡某电瓷生产企业分别制成了相同数量的XWP3．70产品，发现后者的榨泥时间和陈腐时间略长，在成型和干燥过程中二者无太大差异，测得产品的拉伸强度平均值比较接近，但后者的偏差值降低了50％，两者总合格率分别为85％和87．3％。关键词：电瓷；研磨方式；球磨：搅拌式砂磨；颗粒分布；可靠性原料颗粒分布对电瓷材料可靠性的影响AbstractTheparticlesizeanddistributionofelectricalporcelainmaterials，especiallythes

7、izeandnumberofcoarseparticle，affectsthequalityoftheelectricalporcelainblankandfollow—upprocessdirectly，thusaffectingtheperformanceandreliabilityofelectricalporcelainproducts．Usingtherawmaterialoffinegrinding，lesscoarseparticlesandnarrowerparticlesizedist

8、ributionhelpstoreducethecontentofcoarsegrainsandporesintheceramicstructureandimprovetheuniformityofthestructure，whichhasimportantsignificancetoimprovetheperformancesandoperationreliabilityofelectricalporcelainproducts．Atpr