電瓷顯微結(jié)構(gòu)及其對(duì)機(jī)械性能的影響.pdf

1、作為輸變電系統(tǒng)不可或缺的組成部分，電瓷在我國(guó)特高壓輸電工程、電氣化鐵路工程建設(shè)等方面發(fā)揮著十分重要的作用。如何有效提高電瓷材料的機(jī)械性能等級(jí)和可靠性是成為未來行業(yè)內(nèi)一個(gè)亟需解決的問題。本文利用掃描電子顯微鏡、X射線衍射儀等檢測(cè)手段，對(duì)電瓷的顯微結(jié)構(gòu)，包括微觀結(jié)構(gòu)組成及其形態(tài)、大小和分布，物相種類及含量進(jìn)行系統(tǒng)的分析，從而對(duì)電瓷材料機(jī)械性能的變化規(guī)律給出合理的解釋，探討提高電瓷材料力學(xué)性能及質(zhì)量穩(wěn)定性的可能途徑。獲得如下幾點(diǎn)結(jié)論:

2、　　(1)分析比較多次燒成硅質(zhì)瓷和鋁質(zhì)瓷電瓷材料的彎曲強(qiáng)度及分散性數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn):材料的彎曲強(qiáng)度隨燒成次數(shù)增加逐漸降低，分散性則依次增大。多次燒成后微觀結(jié)構(gòu)中無異常地晶體長(zhǎng)大現(xiàn)象;硅質(zhì)瓷中莫來石-石英晶體部分溶解，玻璃相含量增加44.72％，且圍繞石英顆粒的裂紋出現(xiàn)擴(kuò)展和聚集，導(dǎo)致其彎曲強(qiáng)度下降較快;鋁質(zhì)瓷剛玉-莫來石含量約占2/3，物相組成變化不大，整體結(jié)構(gòu)變得稍疏松，出現(xiàn)明顯的裂紋。
　　(2)分別摻雜2wt％ZnO、TiO2、Zr

3、SiO4的硅質(zhì)瓷，玻璃相含量減少均超過50％，二次針狀莫來石晶體生長(zhǎng)明顯，使得樣品彎曲強(qiáng)度增長(zhǎng)10％～25％，同時(shí)燒結(jié)密度提高，開口氣孔率降低約50％，整體微觀結(jié)構(gòu)致密性和均勻化得到改善。
　　(3)電瓷燒成時(shí)，坯體的溫度場(chǎng)分布始終滯后于窯爐;坯體中心及外緣位置與窯爐之間存在溫度差，且隨升溫過程的進(jìn)行逐漸增大;在保溫階段中溫差則逐漸縮小。通過對(duì)失效瓷樣的分析，利用ANSYS有限元對(duì)電瓷材料的燒成過程進(jìn)行模擬分析，提出并試驗(yàn)了延長(zhǎng)保