Influence of alumina and silica addition on the physico-mechanical and dielectric behavior of ceramic porcelain insulator at high sintering temperature

Los aisladores de porcelana de alta resistencia eléctrica juegan un papel vital en la industria de la energía. El presente estudio investiga el efecto de la adición de la concentración de alúmina y sílice sobre las propiedades físicomecánicas y eléctricas de los cuerpos de porcelana a alta temperatura de sinterización. Se prepararon muestras con diferentes formas y dimensiones mediante una prensa hidráulica a una presión de a 160 MPa con un tiempo de retención de 10 minutos. Se utilizaron diferentes técnicas de caracterización como dilatometría, difracción de rayos X (XRD) y microscopía electrónica de barrido (SEM) para evaluar los cambios térmicos, estructurales y microestructurales debidos al aumento de la concentración de sílice en la alúmina en la composición base de la porcelana. Se midió la resistencia mecánica y el comportamiento físico para todas las muestras de diferentes composiciones. A 1350° C, para la composición que tiene sílice 10% con alúmina 35% en peso. %, la densidad máxima de 2,55 g/cc con absorción de agua de 0,94%. El valor más alto de flexión y resistencia a la compresión se encontró para la misma composición siendo 129 y 202 MPa respectivamente a 1350° C. Para esta misma composición se encontró el valor más alto de constante dieléctrica 5,75 y la pérdida dieléctrica mínima de 0,05 a una frecuencia (2-20 GHz) y temperatura ambiente. La adición de 10% de SiO2 con 35% de Al2O3 sobre la composición base de porcelana cerámica tiene un enorme potencial para servir como material refractario de alta resistencia y como cerámica dieléctrica para aplicación en microondas.