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专利号: 201910747718X
申请人: 浙江理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种轴盘式旋转陶瓷膜的制备方法,其特征在于:所使用的原料包括二氧化硅微球、多晶莫来石纤维、β-碳化硅、烧结助剂、塑性剂、溶剂和脱模剂,其中:二氧化硅微球是粒径范围在1~200μm、集中度在80%以上;烧结助剂是由硅溶胶、铝溶胶、碳酸镁、磷酸二氢铝和高岭土构成,按照质量百分比为(35wt%~55wt%):(10wt%~30wt%):(10wt%~

25wt%):(5wt%~20wt%):(5wt%~20wt%)混合,各组分质量百分比之和为100%;塑性剂是由甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟丙基甲基纤维素和聚乙烯醇中一种或一种以上构成;溶剂是由水、乙醇或水和乙醇形成的混合物中的一种或一种以上构成;脱模剂由油酸、桐油、硬脂酸铝和石墨中的一种或一种以上构成;具体制备步骤如下:(1)支撑体制备

将粒径范围在1~200μm的二氧化硅微球、烧结助剂、塑性剂、溶剂和脱模剂按照质量百分比为(95wt%~75wt%):(25wt%~5wt%):(1wt%~5wt%):(5wt%~20wt%):(0.5wt%~8wt%)混合,除溶剂和脱模剂外,各组分质量百分比之和为100%;并进行造料和烘干和烧制处理;

(2)过渡层制备

将直径和长度为1~1000μm的多晶莫来石纤维、烧结助剂、粘结剂、分散剂和溶剂按照质量百分比(10wt%-1wt%):(0.1wt%-1.5wt%):(0.1wt%-5wt%):(0.1wt%-5wt%):(80wt%-95wt%)混合,各组分质量百分比之和为100%;粘结剂是由甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素和聚乙烯醇中的一种或一种以上构成;分散剂是硬脂酸钠、聚丙烯酸、聚丙烯酸铵、聚乙烯亚胺和聚乙二醇中一种或一种以上构成;涂覆在步骤(1)制备的支撑体上;

(3)膜层制备

将中粒径0.05~5μm的β-碳化硅粉与烧结助剂、粘结剂、分散剂和溶剂按照质量百分比(30wt%-10wt%):(1wt%-3wt%):(0.5wt%-5wt%):(0.1wt%-5wt%):(50wt%-80wt%)混合,各组分质量百分比之和为100%;烧结助剂、粘结剂、分散剂和溶剂与步骤(2)相同;浆料均匀涂覆在步骤(2)制备产品上;

(4)膜层烧制

将步骤(3)制备的涂覆碳化硅粉的轴盘式旋转陶瓷支撑体进行高温烧结,即可获得轴盘式旋转陶瓷膜。

2.根据权利要求1所述的一种轴盘式旋转陶瓷膜的制备方法,其特征在于:支撑体制备过程中造料,是将二氧化硅微球、烧结助剂和塑性剂在强力混料机中干混5~30min后,在造粒机中缓慢添加溶剂和脱模剂直至黄豆大的颗粒成型为止,将造好颗粒的湿料用真空袋密封好,在20~25℃的温度和50~80%的湿度下陈腐12~24h。

3.根据权利要求1所述的一种轴盘式旋转陶瓷膜的制备方法,其特征在于:支撑体制备过程中烘干,先加工直径100~500mm的圆饼形状的模具,模具中心有直径10~100mm的圆孔,圆饼厚度3~50mm;安装模具及模具套在陶瓷粉末液压成型机的上下缸头处,在模具凹槽面上均匀撒上一层石墨粉,将陈腐后的颗粒料加入模具凹槽内,然后通过液压机压制成中心有缺孔的圆饼形状的素坯,并采用吸盘将其转移到陶瓷托板上烘干;将陶瓷托板连同压制成形后的素坯一起转移到连续式隧道微波陶瓷干燥器的链板上,微波功率300~850W,传送带速度0.5~5m/min,快速定型1~3遍,再转移至热风电阻干燥箱中,在100~300℃下干燥1~12h;将烘干的素坯转移到高温电阻窑炉、燃气梭式窑炉或隧道窑炉中,空气气氛下高温烧结;烧成制度如下:从室温升温到150℃,升温速率为20~50℃/h,保温1~3h,进行脱水工序;从120℃升温到400℃,升温速率为10~50℃/h,保温2~4h,进行脱胶工序;从400℃升温到750℃,升温速率为30~50℃/h,单纯升温工序;从750℃升温到1400℃,升温速率为

10~30℃/h,保温3~5h,进行氧化烧成工序;然后自然降温至室温,即可获得轴盘式旋转陶瓷支撑体。

4.根据权利要求1所述的一种轴盘式旋转陶瓷膜的制备方法,其特征在于:过渡层制备过程中,混合料液按比例混合均匀后并球磨1~12h,得到分散均匀,流延性好的浆料,然后采用喷涂或浸涂工艺将配制好的浆料均匀涂覆在步骤(1)制备的支撑体上,并转移到箱式微波干燥器中,微波功率300~850W,微波时间1~3h,即可获得涂覆莫来石纤维的轴盘式旋转陶瓷支撑体。

5.根据权利要求1所述的一种轴盘式旋转陶瓷膜的制备方法,其特征在于:膜层制备过程中,将浆料按比例混合均匀后并球磨1~12h,即可得到分散均匀,流延性好的浆料;然后采用喷涂或浸涂工艺将配好的浆料均匀涂覆在步骤(2)制备的已经涂覆莫来石纤维的轴盘式旋转陶瓷支撑体上,并转移到箱式微波干燥器中,微波功率300~850W,微波时间1~3h,即可获得涂覆碳化硅粉的轴盘式旋转陶瓷支撑体。

6.根据权利要求1所述的一种轴盘式旋转陶瓷膜的制备方法,其特征在于:膜层烧制过程中,将步骤(3)中所得产品转移到高温电阻窑炉、燃气梭式窑炉或隧道窑炉中,空气气氛下烧结;烧结制度如下:从室温升温到150℃,升温速率为15~30℃/min,保温1~3h,进行脱水工序;从150℃升温到400℃,升温速率为10~25℃/min,保温1~3h,进行脱胶工序;从400℃升温到1300℃,升温速率为20~50℃/min,保温1~2h;然后自然降温至室温。