气体放电管的陶瓷瓷管内划线起到什么作用

由于陶瓷材料表面结构与金属材料表面结构不同，焊接往往不能润湿陶瓷表面，也不能与之作用而形成牢固的黏结，因而陶瓷与金属的封接是一种特殊的工艺方法，即金属化的方法：先在陶瓷表面牢固的黏附一层金属薄膜，从而实现陶瓷与金属的焊接。另外，用特制的玻璃焊料可直接实现陶瓷与金属的焊接。

陶瓷的金属化与封接是在瓷件的工作部位的表面上，涂覆一层具有高导电率、结合牢固的金属薄膜作为电极。用这种方法将陶瓷和金属焊接在一起时，其主要流程如下：

陶瓷表面做金属化烧渗→沉积金属薄膜→加热焊料使陶瓷与金属焊封

目前，国内外以采用银电极最为普遍。整个覆银过程主要包括以下几个阶段： 黏合剂挥发分解阶段（90~325℃） 碳酸银或氧化银还原阶段（410~600℃） 助溶剂转变为胶体阶段（520~600℃） 金属银与制品表面牢固结合阶段（600℃以上） 陶瓷金属化步骤

1、煮洗

2、金属化涂敷

3、一次金属化（高温氢气气氛中烧结）

4、镀镍

5、焊接

6、检漏

7、检验

目前，国内某企业对电真空陶瓷管外壳提出了上釉的要求。 上釉的陶瓷管壳不仅影响真空开关管的电气性能， 而且影响真空开关管的外观质量。因此， 陶瓷管壳的外观质量也是判定金属化瓷件合格的一个重要因素。 在陶瓷金属化的实际生产中， 大多数生产厂家采取釉面玻化和金属化烧结同时进行的方式组织生产 。陶瓷管壳喷釉后先进入马弗炉或推板窑焙烧， 使釉面中各种熔剂成分在氧化气氛下充分反应，达到半玻化状态， 然后在金属化烧结温度下，釉面完全玻化。 由于陶瓷金属化只能在氢气还原气氛下烧结， 而釉面玻化发生的是氧化反应，需要氧化气氛， 两者对气氛的要求相互抵触，所以在金属化烧结时， 如果整个过程控制不当，往往会引起釉面变色发黑。 笔者现就电真空陶瓷管壳金属化生产过程中遇到的一系列釉面发黑问 题加以归纳分析，并提出相应的改进措施。 2.釉面发黑现象产生的原因 引起釉面发黑的因素很多， 每次出现釉面发黑的表观特征也随产生原因的不同而不同， 有的通过返烧可以还原，有的通过返烧不能还原。 下面将针对不同的釉面发黑现象进行一系列原因分析和探讨。 （1）由于炉内挥发物引起的发黑。 如果只是瓷件釉表面发黑，而且呈灰色条纹，瓷件内壁洁白， 那多半是在金属化时由炉内的挥发物引起的。例如， 炉管中有挥发物，瓷垫板或刚玉砂反复使用次数太多， 从而吸的脏物较多，在高温下挥发或分解出来， 炉子冷却冷凝的氧化钼挥发出来， 或者由于操作不当使金属化层中的金属钼严重氧化而挥发， 甚至于氢气炉因钼丝变形打火， 使钼蒸散出来等等原因都有可能使釉面上沾上灰色或黑色的东西。 有人提出瓷件在1480℃金属化后， 以1分钟时间快速降温到1300℃，可避免瓷件釉面发黑。 如果瓷体中内外都变成灰色，就可能是瓷体本身欠烧， 或者陶瓷本身的原因在H2的气围下反应所致。出现这种状况时， 只要在金属化烧结过程中提高H2湿度，问题就有可能得到解决。 （2）釉浆中混入高分子有机材料引起的发黑。 如果产品在喷釉过程中接触到真空橡皮、塑料板、 泡沫等有机高分子材料作为辅助工具，在使用时由于摩擦混入釉中， 经过推板窑焙烧后，釉中的有机物杂质一部分分解挥发， 一部分未完全分解，残留在釉中。 这种产品在金属化烧结的还原气氛中， 因有机物碳素沉积容易引起发黑，这种发黑很难还原。 釉面发黑的瓷件经返烧后，发黑区域会不断扩大， 整个釉面都存在不同程度的发黑现象，釉面发黑色调深浅不一， 有的还会存在花斑，而瓷件内壁是洁白的，无污染现象。 （3）瓷釉中变价离子发生相变时引起发黑。 瓷釉在还原气氛下，高温长时间停留，变价离子还原成低价离子， 在产生相变时，通常容易发黑，这种发黑通过返烧是可以还原的。 （4）釉层偏厚引起的发黑。 如果在喷釉过程中操作控制不当，釉层厚度不够均匀， 釉层偏厚处也容易变色发黑，这种发黑通过返烧是可以还原的。 已经焙烧过的釉面如果因局部缺釉而补釉， 补釉处也容易引起釉层发黑。 3.控制措施和克服方法 釉面发黑现象在陶瓷金属化生产过程中已经引起了生产厂家足够的重 视，一旦出现釉面发黑质量问题，就要及时进行工序质量分析， 进而采取相应的预防措施，避免类似问题再次出现。 针对上述一系列发黑现象，可以采取的措施是： （1）经常清洁炉管、炉膛、垫板。控制好湿氢露点， 必要时，可以提高湿氢露点，加大氢气流量。 （2）加强工艺过程控制， 在操作过程中尽量避免有机材料刮擦釉面。 喷釉时严格控制釉层厚度，避免釉层过厚产生变色发黑。 （3）合理选择釉用原料， 应尽量减少或不用容易吸烟的原料，如碳酸钙类原料， 而对苏州高岭土则尽量减少其用量，或用其它的高岭土替代， 以减少原料成分中变价离子对气氛的敏感程度。 （4）确定与金属化烧结温度相匹配的釉烧温度， 由试验得知把釉烧温度确定为比金属化温度低10℃较为合适。 因为烧成后的瓷件釉面因其釉料中的各种熔剂成分在第一次釉烧时已 充分进行反应，在第二次进入金属化炉的高温时， 各种化学反应的反应活性已大大降低， 所以要想其釉面达到完全熔融的光亮状态， 其烧成温度必须高于第一次的烧成温度10℃以上。 如果金属化温度与釉料温度相匹配， 则金属化炉中瓷件釉面熔融光亮状态脱离高温区， 可以大大减少釉面发黑的缺陷。 （5）控制好金属化炉内的气氛，这一点至关重要， 要做到这一点，首先要选择好制氢所用的氨气， 氨气中不能存在含碳的成分，要比较纯净； 第二要充分调节好氢气的流量，控制好氢气的浓度，也不能过浓； 第三是调节好金属膏剂中有机物质的含量，有机物质尽可能少一些。 在炉内总的含碳量减少了，瓷件釉面发黑现象也会相应减少。 气氛对釉面的影响很大，如果在通氢气氛中有氮气泄露， 也会引起釉面发黑。 （6）在氧化气氛中焙烧釉面时， 最好选用硅碳棒作为加热元件的焙烧炉。 如果选用硅钼棒作为加热元件的焙烧炉， 在更换新的加热元件后或停止使用后再次使用之前一定要进行充分烘 炉，以防加热元件在空气中氧化，使用时将二氧化钼、 三氧化钼蒸散出来挥发到釉面，导致釉面发黑。 4.结论 通过对以上釉面发黑现象进行一系列原因分析， 并有针对性的提出相应的控制措施和克服方法， 可以有效的解决在陶瓷金属化生产过程中出现的釉面发黑质量问题。

陶瓷管采用氧化锆和氧化铝这两种材质优势对比：

陶瓷韧性对比:

氧化锆陶瓷的韧性是氧化铝陶瓷的4倍，同时从一米的高度自由跌落氧化锆只是会有些缺口氧化铝会碎掉。

密度对比：

氧化锆陶瓷的密度是氧化铝陶瓷的2倍，相比之下氧化锆的抗压性能更好。

摩擦系数对比：

氧化锆陶瓷的磨擦系数仅为氧化铝陶瓷的1/2，而本身氧化铝陶瓷的磨擦系数非常低在实际使用过程中更多的是要考虑到弹性磨量和硬性磨量。具体那种材质能耐磨要看实际的使用情况。

致密度对比：

氧化锆陶瓷结构件的致密度比氧化铝陶瓷更高，氧化铝陶瓷的密度为3.5，氧化锆陶瓷结构件的密度为6，质地更细腻，经研磨加工后，表面光洁度更高，可达▽9以上，呈镜面状，极光滑，摩擦系数更小。

表面光洁度对比：

氧化锆陶瓷结构件表面光洁度更高，呈镜面状，极光滑，与网之间的摩擦更小，可进一步提高网的使用寿命，极大降低网耗，降纸网部电流，减少用电量。另外氧化锆陶瓷结构件的韧性又极好，克服了陶瓷本身所固有的脆性，耐磨性更高，产品使用寿命极大延长，纸张质量明显得以改善。

氧化锆陶瓷结构件是新近发展起来的仅次于氧化铝陶瓷的一种很重要的结构陶瓷。由于其一些良好的性能(如它的断裂韧性高于氧化铝陶瓷)，因而氧化锆陶瓷结构件越来越受到人们的重视。

总体来说，氧化锆比氧化铝更耐磨、耐腐蚀，陶瓷管采用氧化锆材质能更好的输送颗粒及腐蚀液体。

陶瓷耐磨管道都应用的领域有：输送已经遍及电力、冶金、煤炭、石油、化工、建材、机械等行业，并高速地发展着。当耐磨管道内输送磨削性大的物料时，都存在一个耐磨管道磨损快的问题，特别是弯管磨损更快。当耐磨管道内输送具有强烈腐蚀的气体、液体或固体时，存在耐磨管道被腐蚀而很快破坏的问题。当耐磨管道内输送具有较高温度的物料时，存在着使用耐热钢管价格十分昂贵的问题。

冶金、电力行业

冶金、电力行业输送煤粉、灰渣、泥浆、石灰石膏浆液等每年需要消耗大量的金属管道。采用陶瓷复合管取代其他管道，具有高耐磨、寿命长、安装方便、经济效益显著之特点。

矿山、煤炭行业

（1）矿山：矿山充填、精矿粉和尾矿运送对管道的磨损严重，以往采用的矿粉输送管道如攀枝花、大冶矿等使用寿命不到一年，改为该管可使寿命提高5倍左右。

（2）煤炭：选煤及长距离管道输煤普遍采用湿法输送，要求输送管既耐磨又耐蚀，采用该管可作为长寿输送管，经济效益可观。

其它

（1）该管不污染和不粘联熔融铝液。制造对铁质污染敏感，且使用后需要繁重劳动进行整理和维修的熔铝设备、铝液输送管、升液管是目前理想的材料。

（2）该管由于耐磨性能好且耐热蚀。适用于输送含有固体颗粒腐蚀性物料以及高温腐蚀性气体、含硫地热水等腐蚀性介质。

耐磨弯头类型多种多样，下面就详细介绍一下耐磨弯头的设计和应用。

一、 自蔓燃陶瓷复合弯头

自蔓燃陶瓷复合弯头是采用“自蔓延高温合成高速离心技术”制造的一种复合管，在高温高速下形成均匀、致密、光滑的陶瓷层和过渡层。高温下陶瓷不会脱落，重量相对较轻，复合陶瓷具有硬度高耐磨性好特点。自蔓燃陶瓷直管、耐磨弯头、陶瓷三通等在磨损严重的行业中得到了很好的应用，尤其在除尘输灰管道经常应用，效果明显。

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陶瓷耐磨弯头

二、陶瓷内衬复合钢管

陶瓷内衬复合管具有刚玉陶瓷强度高、韧性好、抗冲击、焊接性好、硬度高、耐磨性好、耐腐蚀、耐热性好等优点，克服了刚玉陶瓷硬度低、耐磨性差、陶瓷韧性差的特点。因此，复合管具有良好的耐磨性、耐热性、耐腐蚀性、机械冲击性和热冲击性，以及良好的焊接性。经常应用于输送颗粒状物料、研磨和腐蚀性介质的耐磨、耐腐蚀管道。优点可以直接焊接，相对成本比较低，提高整体管道耐磨性好。

陶瓷内衬复合钢管

三、陶瓷片耐磨管

陶瓷片耐磨管是将氧化铝陶瓷片用陶瓷专用胶粘剂粘在管道内壁上。陶瓷片有机胶粘贴强度高，不流淌，使陶瓷和钢管有机的结合到一起。陶瓷片氧化铝纯度高95瓷，耐磨性能好，陶瓷厚度可以根据工况要求进行设计，电厂送粉管道、洗煤厂大口径耐磨管道经常应用。

陶瓷片耐磨管

四、焊接陶瓷耐磨弯头耐磨管

焊接陶瓷耐磨弯头耐磨管是用耐高温胶粘剂将中间有孔的氧化铝陶瓷板粘贴到管道内壁上，同时配合点焊工艺，陶瓷通过一个小孔牢固地焊接在钢管内壁上。为保护焊点，拧上陶瓷盖。焊接陶瓷耐磨弯头生产工艺相对复杂，焊接加粘贴起到双层加固作用，陶瓷片不易脱落，经常用在冲击力较大，耐磨要求高的耐磨管道中。

焊接陶瓷耐磨弯头

金属陶瓷

cermet

由一种或几种陶瓷相与金属相或合金所组成的复合材料。广义的金属陶瓷还包括难熔化合物合金、硬质合金、金属粘结的金刚石工具材料。金属陶瓷中的陶瓷相是具有高熔点 、高硬度的氧化物或难熔化合物，金属相主要是过渡元素(铁、钴、镍、铬、钨、钼等）及其合金。金属陶瓷既具有金属的韧性、高导热性和良好的热稳定性，又具有陶瓷的耐高温 、耐腐蚀和耐磨损等特性。根据各组成相所占百分比不同，金属陶瓷分为以陶瓷为基质和以金属为基质两类。

陶瓷基金属陶瓷主要有：①氧化物基金属陶瓷。以氧化铝、氧化锆、氧化镁、氧化铍等为基体，与金属钨、铬或钴复合而成，具有耐高温、抗化学腐蚀、导热性好、机械强度高等特点，可用作导弹喷管衬套、熔炼金属的坩埚和金属切削刀具。②碳化物基金属陶瓷。以碳化钛、碳化硅、碳化钨等为基体，与金属钴、镍、铬、钨、钼等金属复合而成，具有高硬度、高耐磨性、耐高温等特点，用于制造切削刀具 、高温轴承、密封环、捡丝模套及透平叶片。③氮化物基金属陶瓷。以氮化钛、氮化硼、氮化硅和氮化钽为基体，具有超硬性、抗热振性和良好的高温蠕变性，应用较少。

金属基金属陶瓷是在金属基体中加入氧化物细粉制得 ，又称弥散增强材料 。主要有烧结铝(铝-氧化铝) 、烧结铍（铍-氧化铍）、TD镍（镍-氧化钍）等。烧结铝中的氧化铝含量约5％～15％，与合金铝比，其高温强度高、密度小、易加工、耐腐蚀、导热性好。常用于制造飞机和导弹的结构件、发动机活塞、化工机械零件等。

耐磨陶瓷管道现在价格随着原材料的涨跌浮动，2021年以来耐磨陶瓷管道价格分为几个档次。

1.89以下的耐磨陶瓷管道价格在每吨1.3-1.2万元之间，弯头管件需要根据具体规格型号单独计算。

2.89-219耐磨陶瓷管道价格在每吨0.92-1.1万元之间.

3.219以上耐磨陶瓷管道价格在每吨0.8-0.9万元之间.

耐磨陶瓷管道

耐磨陶瓷弯头

输灰陶瓷耐磨弯头

钢衬陶瓷复合管的种类

1、离心浇铸复合陶瓷管道

离心浇铸复合管是采用“自蔓燃高温合成-高速离心技术”制造的复合管材，在高温高速下形成均匀、致密且表面光滑的陶瓷层及过渡层。另外工作常温850～900度陶瓷都不会掉落,重量较轻,复合陶瓷以硬度防磨,解决过去以厚度防磨。直管、弯头、弯管、三通等在磨损严重行业使用效果非常好。

2、贴片耐磨陶瓷管道

贴片耐磨陶瓷管道是用耐高温强力粘胶将氧化铝陶瓷片粘贴在管道内壁，经加温固化后形成牢固防磨层。制作工艺简单，成本较高,。使用温度一般不能超过100度,不适合管道。

3、点焊装卡式耐磨陶瓷管道

点焊装卡式耐磨陶瓷管道是用耐高温强力粘胶将中间带孔的氧化铝陶瓷片粘贴在管道内壁，同时配合点焊工艺透过小孔将陶瓷牢固地焊接在钢管内壁。为保护焊点，上面再旋上陶瓷盖帽。每块瓷片不但互压互插，而且每块瓷都形成梯形角度，使瓷块之间紧密连接，无缝隙；当一圈的最后一块紧密嵌入后，瓷块之间形成360°的机械自锁力（这种技巧在几个世纪前就被运用在中国桥梁建筑工程上）。铆钉式连接，金属需要用磁力钻或钻孔机穿透，然后再用铆钉与互压式带孔耐磨陶瓷片和金属连接, 该种产品制作工艺相对复杂，制作周期较长，成本较高。

4、陶瓷环钢衬陶瓷复合管

1、陶瓷管制作。Al2O3陶瓷：氧化铝含量高，结构比较致密，具有特殊的性能，故称为特种陶瓷。Al2O3.陶瓷材料是以氧离子构成的密排六方结构，而铝离子填充于三分之二的八面体间隙中，这是与天然刚玉相同稳定的α- Al2O3结构，因此陶瓷具有高熔点、高硬度，具有优良的耐磨性能。陶瓷贴片硬度≥HRA85，仅次于金刚石的硬度，而且表面光滑摩擦系数小，耐磨性能十分理想，尤其是在高温氧化性介质或腐蚀介质中。

2、钢体制作。根据图纸或设计图，缸体分段组装。一般弯曲半径设计5d以上，减少管道介质的冲击力。

3、陶瓷管装配。陶瓷管做成缸体形状，间隙控制在1-2mm之间，关键要控制好同心度、错边率，使陶瓷环和缸体有机结合。