【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于陶瓷過濾器領域，具體地說涉及一種基于真空攪拌及超臨界排膠的氧化鋯陶瓷過濾器。
技術介紹
1、高溫合金精密鑄造用陶瓷過濾器作為精密鑄造輔助材料已被廣泛應用于高溫合金精密鑄造技術。由于陶瓷過濾器的孔隙率很高，高溫抗熱震性和高溫抗彎強度等高溫性能優異，并且具有三維立體網絡骨架結構和貫通氣孔，在高溫合金精密鑄造過程中采用陶瓷過濾器對金屬液過濾凈化，可通過機械阻攔、整流浮渣、表面吸附等機制，高效率地去除金屬液中的大塊夾雜物和細小懸浮夾雜物，并促進部分氣體的析出，最終可使高溫合金精鑄件夾雜物含量大幅度降低，并能夠有效提高溫合金精鑄件的機械性能和使用壽命；
2、目前傳統國產陶瓷過濾器存在雜質含量高、孔隙率低、高溫強度低、抗熱震性差等問題，無法滿足高溫合金精密鑄造技術要求；
3、因此，需要開展國產陶瓷過濾器的制備技術研究，我公司研發了一種基于真空攪拌及超臨界排膠的氧化鋯陶瓷過濾器雜質含量低，孔隙率高、耐高溫、抗熱震性好，能達到國外同等技術水平或部分技術指標更優越的國產高性能、低成本高溫合金精密鑄造用陶瓷過濾器系列產品。
技術實現思路
1、本專利技術設計了一種基于真空攪拌及超臨界排膠的氧化鋯陶瓷過濾器，包括以下步驟：s1：將泡沫陶瓷前驅體浸入氫氧化鈉溶液中，然后進行水解處理，水處理后晾干；s2：選擇mg穩定的高純氧化鋯陶瓷粉體、木質素、增塑劑、表面活性劑、分散劑在真空狀態下攪拌，從而制得陶瓷漿料；s3：將泡沫陶瓷前驅體浸入陶瓷漿料中，抽真空浸漬一段時間后進行擠壓
2、與現有技術相比，本專利技術的有益效果在于：通過將泡沫陶瓷前驅體浸入氫氧化鈉溶液中，能夠去除泡沫陶瓷前驅體上的網絡間膜，通過用清水反復沖洗和揉搓掉去除的網絡間膜和氫氧化鈉溶液，從而使陶瓷前驅體形成三維的網架結構，選用有機前驅體親水性強、氣孔均勻、氣孔率高、彈性高、抗拉強度大，氣孔為貫通孔，網絡間膜少；通過選擇mg穩定的高純氧化鋯陶瓷粉體與有機高分子的潤濕能力和外加的機械作用力間的相互關聯，從而制備出具有良好的均勻性、良好的流動性的漿料；通過將泡沫陶瓷前驅體浸入陶瓷漿料中，能夠使陶瓷漿料均勻的分散在泡沫陶瓷前驅體的三維網絡結構上，抽真空浸漬一段時間后進行擠壓處理，能夠讓料漿均勻的涂掛在前驅體上，然后通過離心處理在旋轉中去掉多余的料漿，使料漿在前驅體上涂掛的更加均勻；通過利用超臨界co2流體對陶瓷過濾器的料漿部分低分子有機物萃取，在低溫下對陶瓷漿料進行初步排膠，使低分子有機物轉化氣體后排出；萃取后進行煅燒處理，能夠將料漿和泡沫陶瓷前驅體中的低分子有機物萃取出來，燒掉大分子、高分子有機物，同時燒掉泡沫陶瓷前驅體內的有機物，同時能夠避免陶瓷在燒結過程中出現劇烈的體積變化，能夠控制陶瓷晶體結構穩定的變化，避免出現陶瓷開裂的情況，能夠充分的燒結，燒結后的氧化鋯陶瓷過濾器雜質含量低，孔隙率高、耐高溫、抗熱震性好。
3、進一步的，所述s1中氫氧化鈉溶液的濃度為8％-12％，水處理的溫度為45℃-55℃，水解處理的時間為3.8h-4.2h。
4、采用上述進一步技術方案的有益效果在于：通過將泡沫陶瓷前驅體浸入濃度為8％-12％的氫氧化鈉溶液中，能夠去除泡沫陶瓷前驅體上的網絡間膜，通過用45℃-55℃的清水反復沖洗和揉搓掉去除的網絡間膜和氫氧化鈉溶液，從而使陶瓷前驅體形成三維的網架結構，晾干后能夠使泡沫陶瓷前驅體親水性強、氣孔均勻、彈性高、抗拉強度大、氣孔率高。
5、進一步的，所述s2中增塑劑為椰油酰胺(cmea)、聚乙二醇(peg)、聚乙烯醇縮丁醛(pvb)中的一種，所述表面活性劑為硬脂酸(sa)，所述分散劑為聚丙烯酸胺。
6、采用上述進一步技術方案的有益效果在于：通過在陶瓷粉體上加入增塑劑、表面活性劑、分散劑從而制備出流動均勻、分散均勻的氧化鋯陶瓷，能往陶瓷前驅體上進行更好的涂抹和浸潤，通過增塑劑和表面活性劑能夠增加陶瓷粉體在陶瓷前驅體上的粘掛程度，使陶瓷粉體均勻的掛在陶瓷前驅體上，通過分散劑能夠提高陶瓷粉體在漿液中的分散性，使漿液流動均勻、分散均勻與三維網絡結構的陶瓷前驅體結合性好。
7、進一步的，所述s2中mg穩定的高純氧化鋯陶瓷粉體、木質素、增塑劑、表面活性劑、分散劑的重量比為：78-84：13-16：3.4-3.9：0.2-0.7。
8、進一步的，所述s2中mg穩定的高純氧化鋯陶瓷粉體的制備過程為：將氧氯化鋯溶于去離子水中，過濾后，加入2.2％-8％的氧化鎂，攪拌轉速為35rpm-45rpm，攪拌混合0.5h-2h，得到氯化物溶液；
9、在氯化物溶液中加入沉淀劑，所述沉淀劑為氨水，所述氨水的ph＞10，所述nh3與mg2++zr2+的摩爾比為1.2-2:1，攪拌10min-30min，經過沉淀、過濾后并除去液體，得到沉淀物；
10、用氨水洗滌沉淀物，在100℃-120℃下干燥10h-24h，加熱到450℃-500℃，保溫1h-2h，升溫到580℃-650℃，保溫2h-4h，制備得到mg穩定的高純氧化鋯粉體；
11、所述s2中mg穩定的高純氧化鋯陶瓷粒徑d50為1.8μm-2.3μm。
12、采用上述進一步技術方案的有益效果在于：通過氧氯化鋯和氧化鎂沉淀、洗滌、加熱后制備而成，從而能夠形成穩定的晶形結構，能夠使鎂穩定的控制鋯在后期燒結過程中發生晶體的相變，通過加入mg穩定的高純氧化鋯陶瓷粉體，使鎂摻雜入鋯的晶格中，能夠保證了鋯在相變過程中的穩定，保證相變均勻，避免溫度發生劇烈變化時，相變劇烈變化，避免在低溫和高溫下來回的變動，使陶瓷晶粒在穩定的狀態下發生相變，使陶瓷晶粒的膨脹系數一致，避免陶瓷漿料開裂的問題，能夠增強熱力性，增強成品的抗熱震性，形成一個穩定的相，使陶瓷粉體均勻的掛在陶瓷前驅體上，通過木質素、分散劑、增塑劑、表面活性劑、分散劑的合理配比能夠使氧化鋯陶瓷粉體均勻的涂抹在陶瓷前驅體上。
13、進一步的，所述s2中真空壓力為0.2mpa-0.6mpa，所述攪拌轉速為35rpm-45rpm，所述陶瓷料漿粘度為78η/pa·s-84η/pa·s。
14、采用上述進一步技術方案的有益效果在于：通過將陶瓷料漿在真空狀態下攪拌，能夠使陶瓷料漿的和陶瓷前驅體結合的粘度好，能夠使陶瓷料漿更加均勻的附著在陶瓷前驅體上。
15、進一步的，所述s3中浸漬時間3min-7min，所述擠壓處理的壓力為45bar-75bar，所述離心處理旋轉角速度為10000-23000rpm。
16、采用上述進一步技術方案的有益效果在于：通過擠壓處理從而使陶瓷料漿牢固和均勻的附著在陶瓷前驅體上，通過離心處理，能夠旋轉去掉多余的料漿，使漿料在前驅體上涂掛的更加均勻。
17、進一步的，所述s4中的co2為超臨界co2流體脫脂系統中進行第一次萃取和第二次萃取，本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于真空攪拌及超臨界排膠的氧化鋯陶瓷過濾器，其特征在于：包括以下步驟：S1：將泡沫陶瓷前驅體浸入氫氧化鈉溶液中進行水解處理，用清水沖洗后晾干；S2：選擇Mg穩定的高純氧化鋯陶瓷粉體、木質素、增塑劑、表面活性劑、分散劑在真空狀態下攪拌，從而制得陶瓷漿料；S3：將泡沫陶瓷前驅體浸入陶瓷漿料中，抽真空浸漬一段時間后進行擠壓處理和離心處理，得到陶瓷過濾器坯體；S4：利用CO2對陶瓷過濾器坯體進行萃取，得到陶瓷過濾器基體；S5：將陶瓷過濾器基體進行煅燒處理。
2.根據權利要求1所述一種基于真空攪拌及超臨界排膠的氧化鋯陶瓷過濾器，其特征在于：所述S1中氫氧化鈉溶液的濃度為8％-12％，水處理的溫度為45℃-55℃，水解處理的時間為3.8h-4.2h。
3.根據權利要求2所述一種基于真空攪拌及超臨界排膠的氧化鋯陶瓷過濾器，其特征在于：所述S2中增塑劑為椰油酰胺(CMEA)、聚乙二醇(PEG)、聚乙烯醇縮丁醛(PVB)中的一種，所述表面活性劑為硬脂酸(SA)，所述分散劑為聚丙烯酸胺。
4.根據權利要求3所述一種基于真空攪拌及超臨界排膠的氧化鋯陶瓷過濾器
5.根據權利要求4所述一種基于真空攪拌及超臨界排膠的氧化鋯陶瓷過濾器，其特征在于：所述S2中Mg穩定的高純氧化鋯陶瓷粉體的制備過程為：將氧氯化鋯溶于去離子水中，過濾后，加入2.2％-8％的氧化鎂，攪拌轉速為35RPM-45RPM，攪拌混合0.5h-2h，得到氯化物溶液；
6.根據權利要求1所述一種基于真空攪拌及超臨界排膠的氧化鋯陶瓷過濾器，其特征在于：所述S2中真空壓力為0.2MPa-0.6MPa，所述攪拌轉速為35RPM-45RPM，所述陶瓷料漿粘度為78η/Pa·s-84η/Pa·s。
7.根據權利要求1所述一種基于真空攪拌及超臨界排膠的氧化鋯陶瓷過濾器，其特征在于：所述S3中浸漬時間3min-7min，所述擠壓處理的壓力為45bar-75bar，所述離心處理旋轉角速度為10000-23000rpm。
8.根據權利要求1所述一種基于真空攪拌及超臨界排膠的氧化鋯陶瓷過濾器，其特征在于：所述S4中的CO2為超臨界CO2流體脫脂系統中進行第一次萃取和第二次萃取，所述CO2的第一次萃取壓力為15MPa-25MPa，所述第一次萃取溫度為60℃-70℃；所述第一次萃取時間為1h-2.5h，所述第一次萃取流速為0.3L/h-0.8L/h；
9.根據權利要求1所述一種基于真空攪拌及超臨界排膠的氧化鋯陶瓷過濾器，其特征在于：所述S5中煅燒處理包括揮發處理、相變均勻處理和成瓷處理。
10.根據權利要求9所述一種基于真空攪拌及超臨界排膠的氧化鋯陶瓷過濾器，其特征在于：所述揮發處理的溫度從0℃升到790℃-810℃，所述升溫速度為3℃/min-6℃/min，保溫時間為0.9h-1.1h；所述相變均勻處理的溫度從790℃-810℃升到1300℃-1320℃，所述升溫速度為3℃/min-6℃/min，所述保溫時間為0.9h-1.1h；所述成瓷處理的溫度從1300℃-1320℃升到1550℃-1570℃，所述升溫速度為2℃/min-5℃/min，所述保溫時間為5.8h-6.2h。
...【技術特征摘要】
1.一種基于真空攪拌及超臨界排膠的氧化鋯陶瓷過濾器，其特征在于：包括以下步驟：s1：將泡沫陶瓷前驅體浸入氫氧化鈉溶液中進行水解處理，用清水沖洗后晾干；s2：選擇mg穩定的高純氧化鋯陶瓷粉體、木質素、增塑劑、表面活性劑、分散劑在真空狀態下攪拌，從而制得陶瓷漿料；s3：將泡沫陶瓷前驅體浸入陶瓷漿料中，抽真空浸漬一段時間后進行擠壓處理和離心處理，得到陶瓷過濾器坯體；s4：利用co2對陶瓷過濾器坯體進行萃取，得到陶瓷過濾器基體；s5：將陶瓷過濾器基體進行煅燒處理。
2.根據權利要求1所述一種基于真空攪拌及超臨界排膠的氧化鋯陶瓷過濾器，其特征在于：所述s1中氫氧化鈉溶液的濃度為8％-12％，水處理的溫度為45℃-55℃，水解處理的時間為3.8h-4.2h。
3.根據權利要求2所述一種基于真空攪拌及超臨界排膠的氧化鋯陶瓷過濾器，其特征在于：所述s2中增塑劑為椰油酰胺(cmea)、聚乙二醇(peg)、聚乙烯醇縮丁醛(pvb)中的一種，所述表面活性劑為硬脂酸(sa)，所述分散劑為聚丙烯酸胺。
4.根據權利要求3所述一種基于真空攪拌及超臨界排膠的氧化鋯陶瓷過濾器，其特征在于：所述s2中mg穩定的高純氧化鋯陶瓷粉體、木質素、增塑劑、表面活性劑、分散劑的重量比為：78-84：13-16：3.4-3.9：0.2-0.7。
5.根據權利要求4所述一種基于真空攪拌及超臨界排膠的氧化鋯陶瓷過濾器，其特征在于：所述s2中mg穩定的高純氧化鋯陶瓷粉體的制備過程為：將氧氯化鋯溶于去離子水中，過濾后，加入2.2％-8％的氧化鎂，攪拌轉速為35rpm-45rpm，攪拌混合0.5h-2h，得到氯化物溶液；
6.根...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王飛，王守興，宋濤，何葉青，李楠，翟寶森，
申請(專利權)人：山東工業陶瓷研究設計院有限公司，
類型：發明
國別省市：
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