CN101655330B - 等温度梯度换热器用陶瓷管的制备方法 - Google Patents

等温度梯度换热器用陶瓷管的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种等温度梯度换热器用陶瓷管的制备方法，其特征在于：包括同圆心套装的两个直径不等的陶瓷管，两陶瓷管之间均布有放射状连接筋，其制备方法包括泥料制备、成型、固化、烧成，其特征在于：将一定粒度碳化硅粉体、陶瓷结合剂、塑性剂和润滑剂按一定比例混合在真空练泥机中混练制成碳化硅陶瓷塑性泥料，将碳化硅陶瓷塑性泥料挤出成型，切割，并在一定温度和时间下固化制成等温度梯度换热器用陶瓷管坯体，然后在一定温度和气氛下烧制成等温度梯度换热器用陶瓷管。本发明制备的等温度梯度换热器用陶瓷管具有强度高，导热系数大，换热效率高，可100％回收随废气带入环境的热量。

Description

等温度梯度换热器用陶瓷管的制备方法
技术领域
本发明涉及一种等温度梯度换热器用陶瓷管的制备方法，属于陶瓷制备技术领域。 
背景技术
高温陶瓷换热器一般采用陶瓷蜂窝蓄热体和陶瓷球蓄热体，换热气体和高温烟气频繁交替反向流动进行热交换，由于蓄热体不断受到热冲击，损坏严重，使用寿命短，且换热效率低，生产成本高。 
发明内容
本发明的目的在于提供一种能克服上述缺陷、适应工作温度范围宽、性能优良的等温度梯度换热器用陶瓷管的制备方法。其技术方案为： 
一种等温度梯度换热器用陶瓷管的制备方法，所述等温度梯度换热器用陶瓷管包括同圆心套装的两个直径不等的陶瓷管，两陶瓷管之间均布有放射状连接筋，制备方法包括陶瓷泥料制备、成型、固化、烧成，其特征在于：将碳化硅粉体、陶瓷结合剂、塑性剂和润滑剂混合在真空练泥机中混练制成碳化硅陶瓷塑性泥料，将碳化硅陶瓷塑性泥料挤出成型，切割制成碳化硅陶瓷塑性管，并在80～160℃、固化0.5～1.5小时制成等温度梯度换热器用陶瓷管坯体，然后在1400～1700℃×5～10小时氮气气氛下烧制成等温度梯度换热器用陶瓷管，其中碳化硅粉体为100μm碳化硅粉体、30μm碳化硅粉体、10μm碳化硅粉体按1∶2∶1重量比的混合物，碳化硅粉体、陶瓷结合剂、塑性剂、润滑剂混合的重量比为40～80∶5～20∶15～30∶0～10。 
所述的等温度梯度换热器用陶瓷管的制备方法，陶瓷结合剂为2～0.1μm硅微粉与2～0.1μm二氧化硅微粉按1∶1摩尔比的混合物。 
所述的等温度梯度换热器用陶瓷管的制备方法，塑性剂为酚醛树脂与乙醇按1∶0～2重量比的混合物。 
所述的等温度梯度换热器用陶瓷管的制备方法，润滑剂为液体石蜡与甘油按1∶0～2重量比的混合物。 
本发明与现有技术相比，其优点为： 
1、由于本发明采用了酚醛树脂为塑性剂，使得等温度梯度换热器用陶瓷管坯体不需要干燥过程，固化时间短，且坯体强度高，可进行素坯加工，外形尺寸精确； 
2、本发明生产的等温度梯度换热器用陶瓷管显微结构均匀，强度高，整体可靠性高，换热效率高(可达100％)、工作温度范围宽、使用温度高等特点。 
附图说明
图1是等温度梯度换热器用陶瓷管实施例的结构示意图； 
图2是图1所示实施例的A-A剖面图。 
图中：1、陶瓷管2、连接筋 
具体实施方式
在图1所示的实施例中：等温度梯度换热器用陶瓷管包括同圆心套装的两个直径不等的陶瓷管1，两陶瓷管1之间均布有放射状连接筋2。 
实施例1 
1、等温度梯度换热器用陶瓷管的成型 
将粒度为100μm碳化硅粉体、30μm碳化硅粉体、10μm碳化硅粉体、2μm硅微粉、2μm二氧化硅微粉、酚醛树脂、液体石蜡以10∶20∶10∶6.4∶13.6∶30∶10的重量比均匀混合，在真空练泥机中混练制成碳化硅陶瓷塑性泥料，并挤出成型，切割制成碳化硅陶瓷塑性管。 
2、固化： 
将脱模后的碳化硅陶瓷塑性管在160℃的温度下烘干0.5小时，制成等温度梯度换热器用陶瓷管坯体。 
3、烧成： 
将固化后的等温度梯度换热器用陶瓷管坯体在1400℃×10小时氮气气氛烧制，制成等温度梯度换热器用陶瓷管。 
实验所用的配料原料的纯度均为工业纯。 
所获得等温度梯度换热器用陶瓷管耐压强度为70MPa.，耐温1300℃。 
实施例2 
1、等温度梯度换热器用陶瓷管的成型 
将粒度为100μm碳化硅粉体、30μm碳化硅粉体、10μm碳化硅粉体、1μm硅微粉、1μm二氧化硅微粉、酚醛树脂、乙醇、液体石蜡、甘油以15∶30∶15∶3.2∶6.8∶10∶10∶5∶5的重量比均匀混合，在真空练泥机中混练制成碳化硅陶瓷塑性泥料，并挤出成型，切割制成碳化硅陶瓷塑性管。 
2、固化： 
将脱模后的碳化硅陶瓷塑性管在80℃的温度下烘干1.5小时，制成等温度梯度换热器用陶瓷管坯体。 
3、烧成： 
将固化后的等温度梯度换热器用陶瓷管坯体在1580℃×4小时氮气气氛烧制，制成等温度梯度换热器用陶瓷管。 
实验所用的配料原料的纯度均为工业纯。 
所获得等温度梯度换热器用陶瓷管耐压强度为100MPa.，耐温1300℃。 
实施例3 
1、等温度梯度换热器用陶瓷管的成型 
将粒度为100μm碳化硅粉体、30μm碳化硅粉体、10μm碳化硅粉体、1μm硅微粉、1μm二氧化硅微粉、酚醛树脂、乙醇以20∶40∶20∶1.6∶3.4∶10∶5的重量比均匀混合，在真空练泥机中混练制成碳化硅陶瓷塑性泥料，并挤出成型，切割制成碳化硅陶瓷塑性管。 
2、固化： 
将脱模后的碳化硅陶瓷塑性管在100℃的温度下烘干1小时，制成等温度梯度换热器用陶瓷管坯体。 
3、烧成： 
将固化后的等温度梯度换热器用陶瓷管坯体在1700℃×5小时氮气气氛烧制，制成等温度梯度换热器用陶瓷管。 
实验所用的配料原料的纯度均为工业纯。 
所获得等温度梯度换热器用陶瓷管耐压强度为60MPa.，耐温1400℃。 

Claims (4)

1.一种等温度梯度换热器用陶瓷管的制备方法，所述等温度梯度换热器用陶瓷管包括同圆心套装的两个直径不等的陶瓷管(1)，两陶瓷管(1)之间均布有放射状连接筋(2)，制备方法包括陶瓷泥料制备、成型、固化、烧成，其特征在于：将碳化硅粉体、陶瓷结合剂、塑性剂和润滑剂混合在真空练泥机中混练制成碳化硅陶瓷塑性泥料，将碳化硅陶瓷塑性泥料挤出成型，切割制成碳化硅陶瓷塑性管，并在80～160℃、固化0.5～1.5小时制成等温度梯度换热器用陶瓷管坯体，然后在1400～1700℃×5～10小时氮气气氛下烧制成等温度梯度换热器用陶瓷管，其中碳化硅粉体为100μm碳化硅粉体、30μm碳化硅粉体、10μm碳化硅粉体按1∶2∶1重量比的混合物，碳化硅粉体、陶瓷结合剂、塑性剂、润滑剂混合的重量比为40～80∶5～20∶15～30∶0～10。
2.根据权利要求1所述的等温度梯度换热器用陶瓷管的制备方法，其特征在于：陶瓷结合剂为2～0.1μm硅微粉与2～0.1μm二氧化硅微粉按1∶1摩尔比的混合物。
3.根据权利要求1所述的等温度梯度换热器用陶瓷管的制备方法，其特征在于：塑性剂为酚醛树脂与乙醇按1∶0～2重量比的混合物。
4.根据权利要求1所述的等温度梯度换热器用陶瓷管的制备方法，其特征在于：润滑剂为液体石蜡与甘油按1∶0～2重量比的混合物。
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