一种釉下陶瓷颜料膏剂及其应用在电真空陶瓷管壳上烧制标识的方法

摘要

本发明涉及一种釉下陶瓷颜料膏剂及应用该釉下陶瓷颜料膏剂在电真空陶瓷管壳上烧制标识的方法，它以氧化钴、三氧化二铬、二氧化锰、五氧化二钒等着色氧化物中至少一种为着色物质，在其中加入锆铝硅酸盐保护熔剂、5%乙基纤维素松油醇溶液，混合研磨得到皮印或者丝印用的膏剂；本发明涉及的方法是通过特制的皮印或者丝网将上述膏剂印刷到电真空陶瓷管壳表面，烘干后再通过喷釉的方法在瓷件表面覆盖一层透明釉粉，在氧化气氛下于1150-1300℃预烧，再在含氢20%以上的还原气氛下于1400—1600℃烧制，标识的图案、文字与电真空陶瓷管壳的金属化过程同时进行，一次完成，可在真空陶瓷管壳上一次性烧制颜色为深灰色、灰绿色、深红色和暗桔黄色的、绝缘的不褪色的永久性图标。

说明书

技术领域

本发明属于陶瓷材料领域，涉及一种釉下陶瓷颜料膏剂及其应用方法，用于在电真空陶瓷管壳上与金属化过程同时进行，于高温1400-1600、含有20%以上氢气的还原气氛下烧制各种颜色的、可见的，绝缘的图标（文字、图案）标识。

背景技术

电真空陶瓷管壳是电真空灭弧室的关键部件，也是输变电设备和大功率发射管、电力电子容器中的核心器件，广泛应用于电子、电力、广电、钢铁、煤炭、化工和铁路运输，在国民经济中起到了重要作用。市场容量已从九十年代的年产16万件发展到2010年的年产300万件。随着农村、城市电网的改造，西电东送工程的启动，广播电视、微波通讯的迅速发展，电真空陶瓷管壳的需求量将在数年内保持每年以20%左右的速度递增，市场容量很大。电真空灭弧室使用寿命通常为20年，而且由于电真空灭弧室大量应用于高压电网、微波通信、广播电视等国计民生重要领域，对其质量稳定性要求很高，因而客户对使用多年的产品要求具有产品质量的可溯源性。因此，在电真空氧化铝陶瓷管壳上制造各种颜色的、绝缘的，永久的图标标识非常必要。

在电真空陶瓷管壳的釉表面上喷漆、喷墨，或贴不干胶等方法形成图标标识，是目前通常采用的方法，但这类产品经使用多年后，其图标标识极易模糊甚至脱落，而且现在灭弧室大部分用于固封极柱，上述标识不能耐受固封过程。

在传统陶瓷生产工艺中，采用釉下陶瓷颜料制造具有图标标识的陶瓷产品可以解决图标标识的耐久性问题，但是，由于电真空陶瓷管壳生产工艺的特殊要求，即施釉后还要在氧化气氛下于1150-1300℃预烧；再在含氢20%以上的还原气氛下于1400—1600℃烧制而成，因此使用已知的釉下陶瓷颜料难以形成可视的、不导电的各种颜色的图标标识。

如何在电真空陶瓷管壳这一关键部件产品上制造形成不影响产品绝缘性、可视的永久性图标标识，是本技术领域科技人员长期以来期望解决而一直没有解决的一个技术难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种釉下陶瓷颜料膏剂，这种陶瓷颜料通过皮印或者丝印的方法在电真空陶瓷管壳上制成图标，能够在高温1400-1600、含有20%以上氢气的还原气氛下，烧制出呈现深灰色、灰绿色、深红色和暗桔黄色的、可见的，绝缘的标识；本发明的另一个目的是提供一种在电真空陶瓷管壳上烧制标识的方法，这种方法使标记的图案、文字与电真空陶瓷管壳生产工序中的金属化过程同时进行，一次完成。

为达到上述第一个目的，本发明提供的一种釉下陶瓷颜料膏剂，适应于皮印或者丝印使用，其特征在于：它以氧化钴（C_OO）、三氧化二铬（Cr₂O₃）、二氧化锰（MnO₂）、五氧化二钒（V₂O₅）其中的一种或者任意几种的混合物为着色物质，其中含有锆铝硅酸盐保护熔剂和5%乙基纤维素松油醇溶液，其组成按质量百分比为：

着色物质              20-50

锆铝硅酸盐             50-80

5%乙基纤维素松油醇溶液按干粉1:2的比例加入，

所述的锆铝硅酸盐保护熔剂为氧化铝微粉、锆英石微粉、二氧化硅粉的混合物，其组成按质量百分比为：氧化铝微粉30%-50%、锆英石微粉30-50%、二氧化硅粉0-20%。

上述釉下陶瓷颜料膏剂的制作方法是：它以氧化钴（C_OO）、三氧化二铬（Cr₂O₃）、二氧化锰（MnO₂）、五氧化二钒（V₂O₅）等着色氧化物中至少一种为着色物质，在其中加入保护熔剂（锆铝硅酸盐）、5%乙基纤维素松油醇溶液，混合研磨得到皮印或者丝印用的膏剂。

为达到上述另一个目的，本发明提供一种在电真空陶瓷管壳上烧制标识的方法，采用的方案是：它以氧化钴（C_OO）、三氧化二铬（Cr₂O₃）、二氧化锰（MnO₂）、五氧化二钒（V₂O₅）等着色氧化物中至少一种为着色物质，在其中加入保护熔剂（锆铝硅酸盐）、5%乙基纤维素松油醇溶液，混合研磨得到皮印或者丝印用的膏剂，通过特制的皮印或者丝网将膏剂印刷到清洗好的陶瓷件表面，烘干后再通过喷釉的方法在瓷件表面覆盖一层透明釉粉；在氧化气氛下于1150-1300℃预烧；再在含氢20%以上的还原气氛下于1400—1600℃烧制而成。

所述的着色物质与锆铝硅酸盐保护熔剂、5%乙基纤维素松油醇溶液的配方为：

名称                   质量百分含量（%）

着色物质             20-50

锆铝硅酸盐           50-80

5%乙基纤维素松油醇溶液按干粉1:2的比例加入。

所述的着色物质氧化钴氧化钴（C_OO）、三氧化二铬（Cr₂O₃）、二氧化锰（MnO₂）、五氧化二钒（V₂O₅）均为着色氧化物，根据颜色要求选取一种或者多种进行配比。

所述的锆铝硅酸盐保护熔剂，根据着色氧化物种类确定氧化铝微粉、锆英石微粉、二氧化硅粉加入比例，其质量百分组成为：氧化铝微粉30%-50%、锆英石微粉30-50%、二氧化硅粉0-20%。

所述的5%乙基纤维素松油醇溶液是将25克化学纯的乙基纤维素加入500毫升化学纯的松油醇中混合溶解制得的溶液。

所述的混合研磨工序采用湿法行星球磨机研磨1-6小时；磨料组分配比为粉料：球石：溶液=2：2：1。

经上述处理的膏剂采用皮印是指采用硅橡胶、聚氨酯胶刻出要标识的图案、文字，然后在放有膏剂的印泥盒中粘上膏剂盖在氧化铝陶瓷管壳上印出图案的工序。

经上述处理的膏剂采用丝网印刷工艺是指采用80-120目尼龙丝网在上面通过晒板晒出要标识的图案、文字，然后在丝网上放膏剂，来回刮丝网印出图案、文字在氧化铝陶瓷管壳上的工序。

所述的预烧结是指将瓷件在氧化气氛于1150-1300℃温度下烧结,烧结时间10-18小时,升温速率为80-150℃/小时,冷却降温速率为80-150℃/小时。

所述的在含氢20%以上的还原气氛下于1400—1600℃烧制是指：通常电真空陶瓷管壳均需要进行金属化工艺，标识的图案、文字与金属化过程同时进行，一次完成。

本发明可在高温、还原气氛下，在真空陶瓷管壳上一次性烧制绝缘、洁净的深灰色、灰绿色、深红色和暗桔黄色的不褪色的永久性图标。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例一

以氧化钴（C_OO）为着色物质，在其中加入保护熔剂（锆铝硅酸盐）、5%乙基纤维素松油醇溶液，采用湿法行星球磨机研磨1-6小时，所述的锆铝硅酸盐组成为：氧化铝微粉30%、锆英石微粉50%、二氧化硅粉20%；磨料组分配比为粉料：球石：溶液=2：2：1;混合研磨得到皮印或者丝印用的膏剂，采用硅橡胶刻出所需要的标识图案、文字，然后在放有膏剂的印泥盒中粘上膏剂盖在洗好的高纯氧化铝（氧化铝含量为90-99%）陶瓷管壳上印出图案。烘干后再通过喷釉的方法在瓷件表面覆盖一层透明釉粉；将瓷件在氧化气氛于1150-1300℃温度下烧结,烧结时间10-18小时,升温速率为80-150℃/小时,冷却降温速率为80-150℃/小时.最后在含氢20%以上的还原气氛下于1400—1600℃烧制，标识的图案、文字与金属化过程同时进行，一次完成烧结成深灰色图案、文字。（通常电真空陶瓷管壳均需要进行金属化工艺，为保证金属化层不被破坏，所以必须要在还原气氛下完成）。

实施例二

以三氧化二铬（Cr2O3）为着色物质，在其中加入保护熔剂（锆铝硅酸盐）、5%乙基纤维素松油醇溶液，采用湿法行星球磨机研磨1-6小时，所述的锆铝硅酸盐组成为：氧化铝微粉50%、锆英石微粉30%、二氧化硅粉20%；磨料组分配比为粉料：球石：溶液=2：2：1;混合研磨得到皮印或者丝印用的膏剂，采用硅橡胶刻出所需要的标识图案、文字，然后在放有膏剂的印泥盒中粘上膏剂盖在洗好的高纯氧化铝（氧化铝含量为90-99%）陶瓷管壳上印出图案。烘干后再通过喷釉的方法在瓷件表面覆盖一层透明釉粉；将瓷件在氧化气氛于1150-1300℃温度下烧结,烧结时间10-18小时,升温速率为80-150℃/小时,冷却降温速率为80-150℃/小时.最后在含氢20%以上的还原气氛下于1400—1600℃烧制，标识的图案、文字与金属化过程同时进行，一次完成烧结成灰绿色图案、文字。

实施例三

以二氧化锰（MnO2）为着色物质，在其中加入保护熔剂（锆铝硅酸盐）、5%乙基纤维素松油醇溶液，采用湿法行星球磨机研磨1-6小时，所述的锆铝硅酸盐组成为：氧化铝微粉40%、锆英石微粉50%、二氧化硅粉10%；磨料组分配比为粉料：球石：溶液=2：2：1;混合研磨得到皮印或者丝印用的膏剂，采用硅橡胶刻出所需要的标识图案、文字，然后在放有膏剂的印泥盒中粘上膏剂盖在洗好的高纯氧化铝（氧化铝含量为90-99%）陶瓷管壳上印出图案。烘干后再通过喷釉的方法在瓷件表面覆盖一层透明釉粉；将瓷件在氧化气氛于1150-1300℃温度下烧结,烧结时间10-18小时,升温速率为80-150℃/小时,冷却降温速率为80-150℃/小时.最后在含氢20%以上的还原气氛下于1400—1600℃烧制，标识的图案、文字与金属化过程同时进行，一次完成烧结成深红色图案、文字。

实施例四

以五氧化二钒（V2O5），在其中加入保护熔剂（锆铝硅酸盐）、5%乙基纤维素松油醇溶液，采用湿法行星球磨机研磨1-6小时；磨料组分配比为粉料，所述的锆铝硅酸盐组成为：氧化铝微粉50%、锆英石微粉40%、二氧化硅粉10%：球石：溶液=2：2：1;混合研磨得到皮印或者丝印用的膏剂，采用硅橡胶刻出所需要的标识图案、文字，然后在放有膏剂的印泥盒中粘上膏剂盖在洗好的高纯氧化铝（氧化铝含量为90-99%）陶瓷管壳上印出图案。烘干后再通过喷釉的方法在瓷件表面覆盖一层透明釉粉；将瓷件在氧化气氛于1150-1300℃温度下烧结,烧结时间10-18小时,升温速率为80-150℃/小时,冷却降温速率为80-150℃/小时.最后在含氢20%以上的还原气氛下于1400—1600℃烧制，标识的图案、文字与金属化过程同时进行，一次完成烧结成暗桔黄色图案、文字。

实施例五

以氧化钴（C_OO）、三氧化二铬（Cr2O3）、二氧化锰（MnO2）、五氧化二钒（V2O5）其中任意几种为着色物质，在其中加入保护熔剂（锆铝硅酸盐）、5%乙基纤维素松油醇溶液，采用湿法行星球磨机研磨1-6小时，所述的锆铝硅酸盐组成为：氧化铝微粉50%、锆英石微粉50%；磨料组分配比为粉料：球石：溶液=2：2：1;混合研磨得到皮印或者丝印用的膏剂，采用丝网印刷工艺是指采用80-120目尼龙丝网在上面通过晒板晒出要标识的图案、文字，然后在丝网上放膏剂，来回刮丝网印出图案、文字在氧化铝陶瓷管壳上。烘干后再通过喷釉的方法在瓷件表面覆盖一层透明釉粉；将瓷件在氧化气氛于1150-1300℃温度下烧结,烧结时间10-18小时,升温速率为80-150℃/小时,冷却降温速率为80-150℃/小时.最后在含氢20%以上的还原气氛下于1400—1600℃烧制，标识的图案、文字与电真空陶瓷管壳需要进行的金属化过程同时进行，一次完成烧结成深灰色、灰绿色、深红色和暗桔黄色的可视的、不导电的图案、文字。