【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及碳化硅陶瓷，特別是涉及一種大規(guī)格無壓燒結(jié)碳化硅陶瓷管材的制備方法及燒結(jié)裝置。
技術(shù)介紹
1、碳化硅陶瓷是一種高技術(shù)陶瓷材料，具有高溫強度大、抗氧化性強、耐酸堿腐蝕強、熱穩(wěn)定性好、熱導(dǎo)率高等優(yōu)點，利用碳化硅陶瓷制成的換熱管被廣泛應(yīng)用于高溫、腐蝕等苛刻環(huán)境下的熱交換系統(tǒng)中。
2、公開號為n108395248b的中國專利技術(shù)專利公布了一種碳化硅陶瓷熱交換管的制備方法，該專利通過特定的制備工藝，包括混合原料、擠出成型、干燥、燒結(jié)等步驟，制備出圓度好、垂直度高、不塌陷、不斷裂的碳化硅陶瓷熱交換管。其中，粘結(jié)劑和減水劑的添加以及擠出成型過程中各工藝參數(shù)的協(xié)同效應(yīng)起到了關(guān)鍵作用。
3、但在高溫?zé)Y(jié)過程中，由于水分、減水劑、粘結(jié)劑等添加劑的揮發(fā)，會使管材產(chǎn)生微小的孔隙，這些孔隙會降低材料的整體強度，因為孔隙是應(yīng)力集中的地方，容易發(fā)生斷裂。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對
技術(shù)介紹
中提及的缺陷，本專利技術(shù)提供了一種大規(guī)格無壓燒結(jié)碳化硅陶瓷管材的制備方法及燒結(jié)裝置，旨在減少孔隙的產(chǎn)生，提高大規(guī)格陶瓷管材的強度和韌性。
2、一方面，為了解決上述的技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供了一種大規(guī)格無壓燒結(jié)碳化硅陶瓷管材的制備方法，包括如下步驟：
3、s1、按重量份數(shù)計，將12～16份β型碳化硅晶須、3～5份石墨粉、6～8份燒結(jié)助劑、3～5份碳化硼、0.5～1.8份分散劑、1.2～1.6份粘結(jié)劑與86～98份碳化硅微粉混合均勻，后加水?dāng)嚢?，制得含水率?2～38%的泥料
4、s2、將泥料在室溫、真空度為0.02～0.04mpa的環(huán)境下反復(fù)練泥，直至獲得含水率為8～11%的泥料，然后將練制后泥料在室溫下密封陳腐26～38h；
5、s3、將陳腐后的泥料通過真空擠出機(jī)擠出成型，得到陶瓷坯管；
6、s4、將陶瓷坯管送入干燥設(shè)備中烘干，干燥溫度設(shè)置為45～48℃，干燥時間為10～18h；
7、s5、陶瓷坯管在氮氣氣氛、1900～2150℃下燒結(jié)，燒結(jié)結(jié)束后保溫2～2.5h，自然冷卻后得到碳化硅陶瓷管材。
8、優(yōu)選的，所述碳化硅微粉的純度≥99％，粒徑為8～46μm。
9、優(yōu)選的，所述碳化硅微粉由三種不同粒度級的粉體混合而成，粒徑為8～16μm的粉體占30wt%，粒徑為16～34μm的粉體占50wt%，粒徑為34～46μm的粉體占20wt%。
10、優(yōu)選的，所述β型碳化硅晶須的純度≥98％，長徑比為60～80。
11、優(yōu)選的，所述燒結(jié)助劑由氧化鋁、氧化鎂和氧化釔組成，氧化鋁、氧化鎂、氧化釔的重量比為12∶5∶3。
12、優(yōu)選的，所述石墨粉的碳含量≥92％，粒徑為8～10μm。
13、優(yōu)選的，所述碳化硼的粒徑為10～14μm。
14、優(yōu)選的，所述粘結(jié)劑由酚醛樹脂、聚乙烯醇和羧甲基纖維素組成，酚醛樹脂、聚乙烯醇、羧甲基纖維素的重量比為5∶3∶2。
15、優(yōu)選的，所述分散劑為聚乙烯基吡咯烷酮。
16、另一方面，本專利技術(shù)還提供了一種燒結(jié)裝置，用于燒結(jié)上述的碳化硅陶瓷管材，包括燒結(jié)爐，所述燒結(jié)爐的爐膛內(nèi)部設(shè)置有石墨框，所述燒結(jié)爐的爐膛膛底設(shè)置有多組用于支撐石墨框的陶瓷滾輪，所述石墨框的四周外壁上均設(shè)置有多組通孔，所述石墨框內(nèi)設(shè)置有多層石墨承載板，所述石墨框的兩側(cè)內(nèi)壁均設(shè)置有多組豎直排列用于搭接石墨承載板的卡槽，所述石墨承載板的上端面設(shè)置有多組v型槽。
17、采用了上述技術(shù)方案后，本專利技術(shù)的有益效果是：
18、β型碳化硅晶須、碳化硅微粉、燒結(jié)助劑等物質(zhì)的加入能夠增強陶瓷管材的韌性和強度，在保持相同強度水平的前提下，可以減少管材的壁厚，從而實現(xiàn)薄壁化，降低材料成本，有助于減少熱阻，提高換熱器的換熱效率。燒結(jié)助劑在高溫下能夠形成液相，通過毛細(xì)作用填充進(jìn)管材內(nèi)部的孔隙，減少孔隙率并提高陶瓷的致密度。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種大規(guī)格無壓燒結(jié)碳化硅陶瓷管材的制備方法，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大規(guī)格無壓燒結(jié)碳化硅陶瓷管材的制備方法，其特征在于：所述碳化硅微粉的純度≥99％，粒徑為8～46μm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大規(guī)格無壓燒結(jié)碳化硅陶瓷管材的制備方法，其特征在于：所述碳化硅微粉由三種不同粒度級的粉體混合而成，粒徑為8～16μm的粉體占30wt%，粒徑為16～34μm的粉體占50wt%，粒徑為34～46μm的粉體占20wt%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大規(guī)格無壓燒結(jié)碳化硅陶瓷管材的制備方法，其特征在于：所述β型碳化硅晶須的純度≥92％，長徑比為60～80。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大規(guī)格無壓燒結(jié)碳化硅陶瓷管材的制備方法，其特征在于：所述燒結(jié)助劑由氧化鋁、氧化鎂和氧化釔組成，氧化鋁、氧化鎂、氧化釔的重量比為12∶5∶3。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大規(guī)格無壓燒結(jié)碳化硅陶瓷管材的制備方法，其特征在于：所述石墨粉的碳含量≥98％，粒徑為8～10μm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大規(guī)格無壓燒結(jié)碳化硅陶瓷管材的制備方法，
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大規(guī)格無壓燒結(jié)碳化硅陶瓷管材的制備方法，其特征在于：所述粘結(jié)劑由酚醛樹脂、聚乙烯醇和羧甲基纖維素組成，酚醛樹脂、聚乙烯醇、羧甲基纖維素的重量比為5∶3∶2。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大規(guī)格無壓燒結(jié)碳化硅陶瓷管材的制備方法，其特征在于：所述分散劑為聚乙烯基吡咯烷酮。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種大規(guī)格無壓燒結(jié)碳化硅陶瓷管材的制備方法，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大規(guī)格無壓燒結(jié)碳化硅陶瓷管材的制備方法，其特征在于：所述碳化硅微粉的純度≥99％，粒徑為8～46μm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大規(guī)格無壓燒結(jié)碳化硅陶瓷管材的制備方法，其特征在于：所述碳化硅微粉由三種不同粒度級的粉體混合而成，粒徑為8～16μm的粉體占30wt%，粒徑為16～34μm的粉體占50wt%，粒徑為34～46μm的粉體占20wt%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大規(guī)格無壓燒結(jié)碳化硅陶瓷管材的制備方法，其特征在于：所述β型碳化硅晶須的純度≥92％，長徑比為60～80。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大規(guī)格無壓燒結(jié)碳化硅陶瓷管材的制備方法，...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王東，郭煥軍，李偉強，王強，孫衛(wèi)康，尹東勝，劉愛偉，
申請(專利權(quán))人：山東華美新材料科技股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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