本發(fā)明涉及一種耐腐蝕防雷間隙材料的制備方法，屬于防雷材料制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
防雷保護(hù)間隙在架空輸電線路中起著將雷擊產(chǎn)生的工頻電弧引至保護(hù)間隙端部，使電弧固定在保護(hù)間隙端部灼燒而使絕緣子串不被雷擊損壞，降低輸電線路事故率的作用，因此防雷保護(hù)間隙應(yīng)具有較好的耐電弧燒蝕能力。目前用于制造防雷間隙的常規(guī)材料有鋼、鋁、銅等，但是這些材料的耐電弧燒蝕能力較差，電弧燃燒時(shí)極易燒損，其使用壽命較低，因而尋求具有良好的耐電弧燒蝕性能的材料對架空輸電線路的安全運(yùn)行有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
現(xiàn)有的架空輸電線路線路用防雷間隙通常采用碳素鋼制造，其耐燒蝕性能很差，當(dāng)電弧燃燒時(shí)該零件極易燒損。而機(jī)械合金化法制備了納米鎢銅復(fù)合材料，這種
材料能夠?qū)㈦娀》稚⒌礁竺娣e的表面上，不會(huì)出現(xiàn)傳統(tǒng)方法制備的鎢銅合金電弧集中于局部區(qū)域的現(xiàn)象，同時(shí)機(jī)械合金化法制備的觸頭具有良好的分段能力和穩(wěn)定性。增加了電弧侵蝕過程中電弧穩(wěn)定性和陰極電弧分散，避免了電弧的集中侵蝕，合金表現(xiàn)出良好的耐電弧侵蝕能力。但是銅質(zhì)的材料耐化學(xué)侵蝕效果較差，在日常使用過程中，易發(fā)生氧化和腐蝕，所以制備一種耐燒蝕耐化學(xué)腐蝕的防雷間隙材料很有必要。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題：針對現(xiàn)有架空輸電線路線路用防雷間隙通常采用碳素鋼制造，其耐燒蝕性能很差，而耐燒蝕的鎢銅合金抗氧化性能不足，易發(fā)生腐蝕，影響材料使用壽命的缺陷，提供了一種通過鎢、銅、鎳制備鎢基合金，在對合金腐蝕除雜后，形成鎢基骨架，將導(dǎo)電凝膠包裹至鎢基骨架表面后使其形成導(dǎo)電包裹層，大幅提高材料耐燒蝕性能的同時(shí)，增強(qiáng)材料耐化學(xué)腐蝕能力的方法，本發(fā)明通過將鎢粉、鐵粉、鎳粉混合球磨后經(jīng)硬脂酸銨膠黏，冷壓后形成合金材料，再通過濃硝酸對合金材料進(jìn)行腐蝕，除去鎳與銅材料，形成的鎢基骨架，再通過制備玄武巖纖維粉末，將其分散至導(dǎo)電凝膠中，形成耐燒蝕漿料，通過將漿料包裹至鎢基骨架表面后，經(jīng)固化干燥形成防雷間隙材料，在大幅提高材料耐燒蝕性能的同時(shí)，有效增強(qiáng)材料耐化學(xué)腐蝕能力，具有廣闊的使用前景。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
（1）按重量份數(shù)計(jì)，分別稱量45～50份鎢粉、2～3份納米銅粉、1～2份納米鎳粉和2～3份硬脂酸銨攪拌混合并置于球磨罐中，在350～400r/min下球磨3～5h，待球磨完成后，過120目篩，制備得混合球磨粉末；
（2）將上述制備的混合球磨粉末置于材料模具中，在室溫下將材料模具置于200～300mpa冷等靜壓機(jī)中壓制35～40min，待壓制完成后，將材料模具置于150～180℃下保溫反應(yīng)2～3h，隨后靜置冷卻至室溫，脫模制備得合金坯料；
（3）按質(zhì)量比1:15，將合金坯料浸泡至質(zhì)量分?jǐn)?shù)65%硝酸溶液中，在120～130℃下油浴加熱3～5h，隨后過濾并收集鎢骨架，用去離子水沖洗至洗滌液呈中性后，在75～80℃下干燥6～8h，制備得干燥鎢骨架材料，備用；
（4）選取100目玄武巖粉末并置于坩堝中，將坩堝置于120～150℃馬弗爐中，按70℃/min升溫加熱至至1500～1600℃后，保溫熔融1～2h，待保溫熔融完成后，靜置冷卻至1280～1350℃，用玻璃棒對坩堝進(jìn)行引絲，收集得混合纖維并靜置冷卻至20～30℃，制備得玄武巖纖維，備用；
（5）按重量份數(shù)計(jì)，分別稱量45～50份去離子水、5～10份上述制備的玄武巖纖維、3～5份聚乙二醇二丙烯酸酯、3～5份磷酸鈉、5～10份質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%過硫酸鉀溶液、12～15份質(zhì)量份數(shù)5%四甲基乙二胺溶液、1～2份n,n’-亞甲基雙丙烯酰胺和2～3份丙烯酰胺置于燒杯中，攪拌混合并置于200～300w下超聲分散10～15min，隨后在45～50℃下水浴加熱1～2h后，制備得混合凝膠液；
（6）將步驟（3）制備的干燥鎢骨架材料置于步驟（2）使用過的材料模具中，再對模具中澆注上述制備的混合凝膠液，待澆筑完成后，在55～60℃下干燥固化20～24h后，靜置冷卻至室溫，將固化后的坯料置于450～500℃馬弗爐中煅燒1～2h，隨后靜置冷卻至室溫，即可制備得一種耐腐蝕防雷間隙材料。
本發(fā)明制備的耐腐蝕防雷間隙材料密度為788～8.55g/cm3，在質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%氯化鈉溶液中浸泡140～150h中，腐蝕速率為0.028～0.035mm/a，經(jīng)200次電弧侵蝕后，耐腐蝕防雷間隙材料質(zhì)量損失僅為1.08～1.12mg，且耐腐蝕防雷間隙材料固溶體相的飛濺較小，侵蝕坑較淺，使用時(shí)長較同類產(chǎn)品提高了15～20%。
本發(fā)明與其他方法相比，有益技術(shù)效果是：
（1）本發(fā)明制備的耐腐蝕防雷間隙材料密度小，便于施工與運(yùn)輸，同時(shí)材料使用壽命有效延長，滿足現(xiàn)有材料使用的需求；
（2）本發(fā)明制備的輸耐腐蝕防雷間隙材料制備步驟簡單易行，安全綠色無污染。
具體實(shí)施方式
首先按重量份數(shù)計(jì)，分別稱量45～50份鎢粉、2～3份納米銅粉、1～2份納米鎳粉和2～3份硬脂酸銨攪拌混合并置于球磨罐中，在350～400r/min下球磨3～5h，待球磨完成后，過120目篩，制備得混合球磨粉末；將上述制備的混合球磨粉末置于材料模具中，在室溫下將材料模具置于200～300mpa冷等靜壓機(jī)中壓制35～40min，待壓制完成后，將材料模具置于150～180℃下保溫反應(yīng)2～3h，隨后靜置冷卻至室溫，脫模制備得合金坯料；按質(zhì)量比1:15，將合金坯料浸泡至質(zhì)量分?jǐn)?shù)65%硝酸溶液中，在120～130℃下油浴加熱3～5h，隨后過濾并收集鎢骨架，用去離子水沖洗至洗滌液呈中性后，在75～80℃下干燥6～8h，制備得干燥鎢骨架材料，備用；選取100目玄武巖粉末并置于坩堝中，將坩堝置于120～150℃馬弗爐中，按70℃/min升溫加熱至至1500～1600℃后，保溫熔融1～2h，待保溫熔融完成后，靜置冷卻至1280～1350℃，用玻璃棒對坩堝進(jìn)行引絲，收集得混合纖維并靜置冷卻至20～30℃，制備得玄武巖纖維，備用；按重量份數(shù)計(jì)，分別稱量45～50份去離子水、5～10份上述制備的玄武巖纖維、3～5份聚乙二醇二丙烯酸酯、3～5份磷酸鈉、5～10份質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%過硫酸鉀溶液、12～15份質(zhì)量份數(shù)5%四甲基乙二胺溶液、1～2份n,n’-亞甲基雙丙烯酰胺和2～3份丙烯酰胺置于燒杯中，攪拌混合并置于200～300w下超聲分散10～15min，隨后在45～50℃下水浴加熱1～2h后，制備得混合凝膠液；將干燥鎢骨架材料置于材料模具中，再對模具中澆注上述制備的混合凝膠液，待澆筑完成后，在55～60℃下干燥固化20～24h后，靜置冷卻至室溫，將固化后的坯料置于450～500℃馬弗爐中煅燒1～2h，隨后靜置冷卻至室溫，即可制備得一種耐腐蝕防雷間隙材料。
實(shí)例1
首先按重量份數(shù)計(jì)，分別稱量45份鎢粉、2份納米銅粉、1份納米鎳粉和2份硬脂酸銨攪拌混合并置于球磨罐中，在350r/min下球磨3h，待球磨完成后，過120目篩，制備得混合球磨粉末；將上述制備的混合球磨粉末置于材料模具中，在室溫下將材料模具置于200mpa冷等靜壓機(jī)中壓制35min，待壓制完成后，將材料模具置于150℃下保溫反應(yīng)2h，隨后靜置冷卻至室溫，脫模制備得合金坯料；按質(zhì)量比1:15，將合金坯料浸泡至質(zhì)量分?jǐn)?shù)65%硝酸溶液中，在120℃下油浴加熱3h，隨后過濾并收集鎢骨架，用去離子水沖洗至洗滌液呈中性后，在75℃下干燥6h，制備得干燥鎢骨架材料，備用；選取100目玄武巖粉末并置于坩堝中，將坩堝置于120℃馬弗爐中，按70℃/min升溫加熱至至1500℃后，保溫熔融1h，待保溫熔融完成后，靜置冷卻至1280℃，用玻璃棒對坩堝進(jìn)行引絲，收集得混合纖維并靜置冷卻至20℃，制備得玄武巖纖維，備用；按重量份數(shù)計(jì)，分別稱量45份去離子水、5份上述制備的玄武巖纖維、3份聚乙二醇二丙烯酸酯、3份磷酸鈉、5份質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%過硫酸鉀溶液、12份質(zhì)量份數(shù)5%四甲基乙二胺溶液、1份n,n’-亞甲基雙丙烯酰胺和2份丙烯酰胺置于燒杯中，攪拌混合并置于200w下超聲分散10min，隨后在45℃下水浴加熱1h后，制備得混合凝膠液；將干燥鎢骨架材料置于材料模具中，再對模具中澆注上述制備的混合凝膠液，待澆筑完成后，在55℃下干燥固化20h后，靜置冷卻至室溫，將固化后的坯料置于450℃馬弗爐中煅燒1h，隨后靜置冷卻至室溫，即可制備得一種耐腐蝕防雷間隙材料。
實(shí)例2
首先按重量份數(shù)計(jì)，分別稱量47份鎢粉、3份納米銅粉、1份納米鎳粉和3份硬脂酸銨攪拌混合并置于球磨罐中，在375r/min下球磨4h，待球磨完成后，過120目篩，制備得混合球磨粉末；將上述制備的混合球磨粉末置于材料模具中，在室溫下將材料模具置于250mpa冷等靜壓機(jī)中壓制37min，待壓制完成后，將材料模具置于167℃下保溫反應(yīng)3h，隨后靜置冷卻至室溫，脫模制備得合金坯料；按質(zhì)量比1:15，將合金坯料浸泡至質(zhì)量分?jǐn)?shù)65%硝酸溶液中，在125℃下油浴加熱4h，隨后過濾并收集鎢骨架，用去離子水沖洗至洗滌液呈中性后，在77℃下干燥7h，制備得干燥鎢骨架材料，備用；選取100目玄武巖粉末并置于坩堝中，將坩堝置于132℃馬弗爐中，按70℃/min升溫加熱至至1550℃后，保溫熔融2h，待保溫熔融完成后，靜置冷卻至1320℃，用玻璃棒對坩堝進(jìn)行引絲，收集得混合纖維并靜置冷卻至25℃，制備得玄武巖纖維，備用；按重量份數(shù)計(jì)，分別稱量47份去離子水、8份上述制備的玄武巖纖維、4份聚乙二醇二丙烯酸酯、4份磷酸鈉、8份質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%過硫酸鉀溶液、13份質(zhì)量份數(shù)5%四甲基乙二胺溶液、2份n,n’-亞甲基雙丙烯酰胺和3份丙烯酰胺置于燒杯中，攪拌混合并置于250w下超聲分散12min，隨后在47℃下水浴加熱2h后，制備得混合凝膠液；將干燥鎢骨架材料置于材料模具中，再對模具中澆注上述制備的混合凝膠液，待澆筑完成后，在57℃下干燥固化22h后，靜置冷卻至室溫，將固化后的坯料置于475℃馬弗爐中煅燒2h，隨后靜置冷卻至室溫，即可制備得一種耐腐蝕防雷間隙材料。
實(shí)例3
首先按重量份數(shù)計(jì)，分別稱量50份鎢粉、3份納米銅粉、2份納米鎳粉和3份硬脂酸銨攪拌混合并置于球磨罐中，在400r/min下球磨5h，待球磨完成后，過120目篩，制備得混合球磨粉末；將上述制備的混合球磨粉末置于材料模具中，在室溫下將材料模具置于300mpa冷等靜壓機(jī)中壓制40min，待壓制完成后，將材料模具置于180℃下保溫反應(yīng)3h，隨后靜置冷卻至室溫，脫模制備得合金坯料；按質(zhì)量比1:15，將合金坯料浸泡至質(zhì)量分?jǐn)?shù)65%硝酸溶液中，在130℃下油浴加熱5h，隨后過濾并收集鎢骨架，用去離子水沖洗至洗滌液呈中性后，在80℃下干燥8h，制備得干燥鎢骨架材料，備用；選取100目玄武巖粉末并置于坩堝中，將坩堝置于150℃馬弗爐中，按70℃/min升溫加熱至至1600℃后，保溫熔融2h，待保溫熔融完成后，靜置冷卻至1350℃，用玻璃棒對坩堝進(jìn)行引絲，收集得混合纖維并靜置冷卻至30℃，制備得玄武巖纖維，備用；按重量份數(shù)計(jì)，分別稱量50份去離子水、10份上述制備的玄武巖纖維、5份聚乙二醇二丙烯酸酯、5份磷酸鈉、10份質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%過硫酸鉀溶液、15份質(zhì)量份數(shù)5%四甲基乙二胺溶液、2份n,n’-亞甲基雙丙烯酰胺和3份丙烯酰胺置于燒杯中，攪拌混合并置于300w下超聲分散15min，隨后在50℃下水浴加熱2h后，制備得混合凝膠液；將干燥鎢骨架材料置于材料模具中，再對模具中澆注上述制備的混合凝膠液，待澆筑完成后，在60℃下干燥固化24h后，靜置冷卻至室溫，將固化后的坯料置于500℃馬弗爐中煅燒2h，隨后靜置冷卻至室溫，即可制備得一種耐腐蝕防雷間隙材料。