《电瓷工艺与技术》表格.docx
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《电瓷工艺与技术》表格
1-1电瓷材料分类
分类号
材料类别
主要适用范围
1
压制硅质瓷
压制成形的低压绝缘子
2
硅质瓷
可塑成形的低压绝缘子和一般高压绝缘子及瓷套
3
较咼强度硅质瓷
高压绝缘子和瓷套
4
铝制瓷
咼压、超咼压绝缘子或电L械强度要求咼的瓷套
5
高强度铝制瓷
超咼压绝缘子或电L械强度要求很咼的瓷套
1-2各类电瓷材料的性能指标
项目
单位
性能指标
名称
符号
I
II
皿
IV
V
开口孔隙率<
P
%
3.0
0.0
0.0
0.0
0.0
体密度>
P
g/cm3
2.2
2.3
2.3
2.4
2.5
孔隙性（180MPa.h）
Fp
--
--
无渗透
无渗透
无渗透
无渗透
弯曲强度>
无釉
Rf
N/mm2
40
60
80
120
140
上釉
Rg
MPa
--
70
100
140
160
拉伸强度>
无釉
Tf
N/mm2
--
30
35
40
50
上釉
Tg
MPa
--
35
40
50
60
冲击弯曲强度>
Sf
N.mm/m2
1.3
1.8
1.8
2.1
2.4
弹性模量>
E
GPa
60
70
80
100
平均
膨胀
系数
20-100°C
a
X10（-6）C
-1
3〜5
3〜5
3〜5
3〜5
3〜5
20-300C
3〜6
3〜6
3〜6
3〜7
3〜7
20-600C
4〜7
4〜7
4〜7
5〜7
5〜7
比热容（20-100C）
cp
J/（Kg.C）
800〜
750〜
800〜
750〜
800〜
1000
1000
1000
1050
1050
热导率（20-100C）
入
W/（m.C
）
1.0〜2.5
1.0〜
2.5
1.4〜
2.5
1.5〜
4.0
1.5〜
4.0
冷热急变性>
△
K
150
150
150
160
160
电气强度［50Hz,（20士
Ed
KV/mm
--
20
20
20
20
5）C]
耐受电压［50Hz试验电
U
KV
--
30
30
30
30
压时间1min］
相对介电常数［50Hz，
g
--
6〜7
6〜7
6〜8
6〜8
（20±5）C]
介电常数的温度系数
Tkg
--
I
n
I
n
I
n
I
n
（50Hz,-60〜100C）
60
15
60
15
60
15
60
15
X10（-6）C
-1
0
00
0
00
0
00
0
00
50
60
50
60
50
60
50
60
0
0
0
0
0
0
0
0
50Hz,
tanS
--
25
25
30
30
（20士5）C
介电
50Hz,60C
--
40
40
40
40
损耗
50Hz,80C
--
60
60
60
60
角正
50Hz,100C
--
120
120
120
120
切w
1MHz,
--
12
12
12
15
（20±5）C
X0（-3）
体积
（20±5）C
Q.cm
10-12
10-13
10-13
10-13
10-13
电阻
率》
200°C
10-8
10-8
10-8
10-8
10-8
350C
10-6
10-6
10-6
10-6
10-6
600C
10-4
10-4
10-4
10-4
10-4
1-3高压套管的分类
结构
特点
主绝缘
介质
特点
适用范围
单一
绝缘
套管
纯瓷套
管
以电瓷（空气）为绝缘
35KV以下穿墙套管和
10KV以下电瓷用套
树脂套
管
以树脂（空气）为绝缘
组合电器用
复合
绝缘
套管
充油套
管
瓷套内以绝缘油（包纸、加纸筒）为绝
缘
60KV以下电器用，试验变
压器用
充气套
管
瓷套内以SF6等压缩气体为绝缘
组合电器用
电容
式套
管
油纸式
套管
油浸纸绝缘，并有许多极板使电场均匀
110KV以上穿墙或电器用
套管
胶纸式
套管
胶纸绝缘，并有许多极板使电场均匀
1-4各类电瓷材料的化学成分（％）
名称与类别
SiO2
AI2O3
Fe2O3
TiO2
MgO
CaO
K2O
Na2O
I、H类硅质瓷
68-73
19-23
v1
v0.5
v0.5
v0.5
3-4.5
0.3-1.0
皿类较咼强度
硅质瓷
73-77
20-24
V1
V0.5
V0.5
V0.5
1-2
1-2.5
W类铝制瓷
55-65
30-40
V1-2
1-2
V0.5
V0.5
2.5-4.0
0.5-1.2
V类高强度铝
制瓷
35-45
40-55
V1-2
1.5-2.5
V0.5
V0.5
2.5-40
0.5-1.2
2-1莫氏硬度标准
材料
硬度
材料
硬度
材料
硬度
滑石
1
（1）
正长石
6（6）
熔融氧化锆
11
石膏
2
（2）
石英玻璃
7
刚玉
12（9）
方解石
3（3）
石英
8（7）
碳化硅
13
萤石
4（4）
黄玉
9（8）
碳化硼
14
磷灰石
5（5）
石榴石
10
金刚石
15（10）
2-2陶瓷的弹性模量（单位：
10-5次方MPa）
材料
弹性模量
材料
弹性模量
刚玉晶体
3.8
氧化锆晶体
1.9
烧结刚玉瓷（5%气孔率）
3.66
烧结稳定3氧化锆
1.5
尖晶石晶体
2.4
热压BN（5%气孔率）
0.83
烧结尖晶石瓷（5%气孔率）
2.38
致密SiC（5%气孔率）
4.68
方镁石晶体
2.1
石英玻璃
0.72
镁砖
1.7
莫来石瓷
0.69
石墨（20%气孔率）
0.09
滑石瓷
0.69
2-3陶瓷材料断裂强度理论值gth和实测值3）（单位：
MPa）
材料
3
3th/3
材料
3h
3
3/3
刚玉晶须
50000
15400
3.3
石英玻璃
7200
120
600.0
刚玉（蓝宝
50000
644
77.6
热压烧结
38500
1000
38.5
石）
Si3N4
烧结白刚玉
50000
441
113.4
反应烧结
38500
295
130.5
烧结95%刚
26400
180
146.7
Si3N4
玉瓷
2-4电瓷材料的强度（单位：
MPa）
电瓷材料
抗张强度
三点弯曲强度
四点弯曲强度
抗压强度
硅质瓷
36
91
75
390
硅灰石
32
86
70
330
铝制瓷
81
162
133
840
2-5陶瓷材料自由表面能（单位：
x10（-3）J/mJ
材料
能量最小的晶面
最小自由表面能
MgO
（100）
1680-0.308T
SiO2
（110）
616-0.128T
AI2O3
（1014）
1120-0.216T
TiO2
（110）
426-0.089T
伕SiC
（110）
2030-0.370T
2-6几种电介质的介电常数£
电介质
状态
极性
£50Hz,20c）
SF6
气（101325Pa）
--
1.003
空气
气（标准大气条件）
--
1.0005
变压器油
液
弱极性
2.2
芝麻油
液
极性
4.5
聚氟乙烯
固
弱极性
2.0-2.2
沥青
固
极性
2.6-2.7
云母
固
离子性
5-7
电瓷
固
离子性
6-8
2-7陶瓷材料体积电阻率pv（单位：
Q.m）
刚玉瓷
刚玉-莫来石瓷
铝制电瓷
硅质电瓷
滑石瓷
钡长石瓷
10-12〜10-13
10-12
10-11
10-10〜10-11
10-11
10-10〜10-11
2-8几种常见液体电介质20C的电导率丫（单位：
S/cm）
液体
结构性能
Y（S/cm）
£50Hz）
变压器油
中性或弱极性
10（-12）〜10（-15）
2.2
有机硅液体
弱极性
10（-14）〜10（-15）
2.5
苏伏油
极性
10（-10）〜10（-12）
5
乙醇
强极性
10（-6）〜10（-7）
33
蒸馏水
强极性
10（-5）〜10（-6）
81
2-9常用固体电介质20C的电导率丫（单位：
S/cm）
电介质
相对湿度9%
相对湿度70%
聚乙烯
10（-17）〜10（-18）
10（-17）〜10（-18）
聚氟乙烯
10（-17）〜10（-18）
10（-17）〜10（-18）
纤维板
10（-14）
10（-8）〜10（-9）
纸
10（-16）〜10（-17）
10（-9）〜10（-10）
硬橡胶
10（-16）〜10（-17）
10（-16）〜10（-17）
钠钙玻璃
10（-14）〜10（-15）
10（-14）〜10（-15）
电瓷
10（-14）〜10（-15）
10（-14）〜10（-15）
2-10气体的激励电压和电离电压单位（eV）
气体
激励电压We
电离电压Wi
第一
第二
第一
第二
第三
7.9
12.5
O
9.15
19.7
13.6
35
55
N2
6.3
15.6
N
2.38
10.33
14.5
29.5
47
H2
7.0
15.4
H
10.6
13.6
CO
10
13.7
He
19.8
40.6
24.6
54.2
H2O
7.6
12.6
2-11几种金属的逸出功（单位：
eV）
金属
逸出功
金属
逸出功
铯
1.88
铁
4.8
铝
3.95
银
4.76
铜
4.28
锌
3.3
氧化铜
5.34
氧化钡
1.0
2-12几种介质的最小击穿电压（Uc）min注：
lin=2.54cm
气体
（Uc）minN
（Pd）min/Pa.in
空气
327
0.756
氩气
137
1.200
二氧化碳
420
0.680
氨气
251
0.893
二氧化硫
457
0.440
2-13冲击试验雷电波
国
家
t1/血
t2/宙
中
国
1.2%±30%
50%±20%
美
国
1.5%±）.5%
40%±10%
俄罗
斯
1.5%±15%
40%±20%
德
国
1%±5%
50%±10%
2-14几种气体的相对电气强度
气体
分子量
相对电气强度
液化温度/C
氮气
28
1.0
-195.8
二氧化碳
44
0.9
-78.5
六氟化硫
146
2.3-2.5
-63.8
氟里昂
121
2.4-2.6
-28
四氯化碳
153.8
6.3
76
2-15SF6和空气的物理性质比较
性质
SF6
空气
密度「C）/（g/m3）
6.7
1.29
气化温度/C
-63.8
-194.0
传热系数/[W/（m2.K）]
15
6.0
比热容（700C）/（J/K）
4.89
1.20
介电常数
1.002
1.0005
2-16SF6状态转变时的压力和温度
条件
气/固转变
气/液转变
临界
压力/x101325Pa（atm）
1
2.2
3.65
7.37
13.0
22.6
35
38
温度/C
-64
-51
-40
-20
0
20
40
46
2-17电力设备户外绝缘污秽等级及绝缘子人工污秽耐受值
污秽
等级
公称爬电距离/（mm/KV）>
固体层法人工污秽耐受值
线路
电站设备
污层电导/g
等值盐密/（mg/cm2）
0
13.9（14.5）
14.8（15.5）
盘形悬式
棒形支柱
盘形悬式
棒形支柱
I
16
16
6〜10
4〜6
0.015〜0.030
0.010〜0.018
II
20
20
12〜16
9〜14
>0.03〜0.06
>0.018〜
0.036
皿
25
25
18〜28
20〜30
>0.06〜0.15
>0.036〜
0.080
IV
31
31
30〜40
45〜70
>0.15〜0.30
>0.08〜0.16
2-18某些各向异性晶体的线膨胀系数（单位：
10（-6）K（-1））
晶体
垂直C轴
平行C
轴
晶体
垂直C轴
平行C轴
Al2O3（刚玉）
8.3
9.0
SiO2（石英）
14
9
3Al2O3：
2SiO2（莫来石）
4.5
5.7
ZrSiO4（锆英石）
3.7
6.2
Al2TiO4（钛酸铝）
-2.6
11.5
NaAISi3O8（钠长石）
4
13
TiO2（金红石）
6.8
8.3
ZnO（红锌矿）
6
5
2-19
几种陶瓷材料在273〜1273K的平均热膨胀系数
材料
a/10（-6）K（-1）
材料
0（/10（-6）K（-1）
刚玉（a-AI2O3）
8.8
硅质电瓷
4.1〜5.5
石英（B-SiO2）
12.3
咼硅质电瓷
6.5〜7.5
莫来石（3Al2O3：
2SiO2）
5.3
铝制瓷
5.5〜6.3
尖晶石（MgAl2O4）
7.6
石英玻璃
0.5
碳化硅（SiC）
4.7
钠钙硅玻璃
9.0
硅灰石（CaSiO3）
5.9
硼硅酸盐玻璃
3.6
锆英石（ZrSiO4）
5.8
刚玉瓷
5〜5.5
锆石（ZrO2）
10
堇青石瓷
1.1〜2.0
2-20常见电瓷和电子陶瓷的热导率
名称
硅质电瓷
咼硅质电瓷
铝制瓷
滑石瓷
金红石瓷
锆石瓷
"[W/（m.K）]
1.1〜1.3
1.3〜1.4
1.6〜2.0
7〜9
3〜4
4〜6
2-21几种陶瓷放入热应力因子
陶瓷
（T
E
/
R
入
R'
Q
C
R''
/MPa
/GPa
/X10（-6）
/k
/[W/（m.
/（W/m）
/（Kg/m-3）
/[X4.18J/（g.K）]
/X10（-3）m2.K/s
K（-1）
K）]
刚玉瓷
180
366
8.8
41.9
28.8
1206.7
3390
0.22
0.38
氧化坡
175
309
9.0
47.2
209.0
9864.8
2550
0.25
3.70
瓷
石英玻
109
72
0.5
2270.8
1.6
3633.3
2210
0.17
2.31
璃
锆石瓷
170
150
10.0
85.0
5.0
429
3680
0.13
0.21
莫来石
84
148
5.3
80.3
6.0
481.8
2910
0.15
0.26
瓷
硅质电
瓷
36
70
5.0
77.1
1.2
92.5
2400
0.19
0.047
咼硅电
瓷
70
72
7.0
104.2
1.4
145.9
2350
0.20
0.074
铝制电
瓷
81
100
6.0
101.3
1.8
183.2
2600
0.21
0.079
3-1中国高岭石成因分类
矿床成因类型
矿物组成
矿床示例
风化残积型
高岭石、7埃多水高岭石、石英、长石、白云母
界牌、龙岩、星庐、大洲
风化淋滤型
多水高岭石、三水铝石、伊利石、水铝英石
叙永、阳泉、习水
热液蚀变型
高岭石、明矶石、迪开石、叶腊石
苏州阳山、庐江、青田
现代温泉蚀变型
高岭石、多水高岭石、明矶石、石英
云南腾冲、西藏羊八井
古代煤系中沉积型
高岭石、一水铝石、石英、伊利石
大同、铜川、章丘
新生代沉积型
高岭石、伊利石、蒙脱石、石英
清远、水曲柳、漳州
3-2电瓷原料中常见矿物的特征衍射峰注：
1A=0.11nm
矿物
特征衍射峰d（10）/A
高岭石
7.15（100）,3.57（100）,4.45（80）,2.386（80）,2.33（70）,4.35（60）,
2.565（80）
迪开石
7.15（100）,3.58（80）,4.124（60）,2.326（60）
埃洛石
4.485（100）,7.30（60）,3.58（550）,2.342（45）
10埃多水高岭石
10.00（100）,4.36（70）,3.35（40）,2.54（35）,1.48（30）
白云母
3.319（100）,9.93（95）,1.994（75）,2.584（55）
绢云母
9.96（100）,4.47（100）,2.56（100）,1.479（100）,3.32（90）,4.79（80）
伊利石
10.09（100），4.46（90），2.57（80），1.498（80），3.32（80）
钠蒙脱石
15.00（100），4.50（80），1.50（60）,2.58（40）
钙蒙脱石
15.00（100）,4.50（80）,5.01（60）,3.02（60）,1.50（50）
贝得石
12.40（100）,3.48（80）,3.10（60）,6.20（50）,2.57（25）
皂石
4.48（100）,14.50（80）,2.61（70）,2.51（70）,1.527（70）
叶腊石
3.062（100）,9.167（82）,4.59（52）,3.341（19）,4.444（13）
海泡石
12.80（100）,2.58（100）,4.41（35）,3.35（30）,3.77（20）
蛋白石
4.08（100）,2.51（30）,2.86（10）,3.14（9）
水铝英石
3.30（100）,2.25（20）,1.40（10）,1.86
（2）,1.23
（2）
硬水铝石
3.99（100）,2.07（90）,1.634（80）,2.31（70）,2.13（60）,1.479（60）
勃姆石
6.11（100）,3.17（80）,2.35（80）,1.86（80）
石英
3.342（100）,4.255（35）,1.819（16）,2.460（13）
微斜长石
3.24（100）,3.29（50）,4.21（45）,2.161（30）
（纯）钾长石
3.31（100）,3.77（80）,4.22（70）,3.24（65）,3.20（60）,2.992（50）,
（纯）钠长石
3.186（100）,3.1973（68）,4.0313（27）,3.6537（14）,3.7581（13）,
3.7062（12）,
钙长石
3.20（100）,3.10（75）,4.02（60）,3.26（55，目对衍射峰强度
3-3不同类型黏土的阳离子交换容量
矿物类型
高岭石
多水高岭石
伊利石
蒙脱石
交换容量/（mmol/g）
3〜15
2〜40
10〜40
75〜150
3-4高岭石的分散性对其阳离子交换容量的影响
颗粒大小/呵
20〜10
10〜5
4〜2
1〜0.5
0.5〜0.25
0.25〜0.10
0.10〜0.05
交换容量/（mmol/g）
2.4
2.6
3.85
3.76
3.88
5.43
9.5
黏土
原土
除去有机质后
交换容量减少值
含1.53%有机质的唐山紫木节土
25.22
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