CN103269529A - 一种碳化硅远红外辐射电加热装置导热元件的制备方法 - Google Patents
一种碳化硅远红外辐射电加热装置导热元件的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103269529A CN103269529A CN2013101862754A CN201310186275A CN103269529A CN 103269529 A CN103269529 A CN 103269529A CN 2013101862754 A CN2013101862754 A CN 2013101862754A CN 201310186275 A CN201310186275 A CN 201310186275A CN 103269529 A CN103269529 A CN 103269529A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- temperature
- heat
- conducting element
- heat conducting
- fire
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
本发明公开了一种碳化硅远红外辐射电加热装置导热元件的制备方法，所述方法制造方法简单、加工周期短，经该方法制备的导热元件耐高温性能很好，导热系数高，通用性强，适合于被加热物品在900℃以下的安全使用，且在高温900℃时的绝缘性能很高，同时具备较高的机械强度不易损坏，制得的导热元件的使用寿命很长，一般可达现有技术中氧化镁导热元件使用寿命的3倍。
Description
技术领域
本发明涉及一种导热元件的制备方法，特别涉及一种碳化硅远红外辐射电加热装置导热元件的制备方法，属于加热装置部件技术领域。
背景技术
远红外辐射电加热装置主要应用于对高低反应釜、蒸馏釜、搪瓷釜、压煮釜、硫化罐、电加热蒸汽锅炉、管道、蒸馏塔、道生油、导热油炉等化工容器内部化工物料进行直接辐射加热，是化工、炼油、制药、干燥设备、生物和航空等行业高低温加热较理想的加热设备。其原理是将电能转化为热能，再由热能转化成远红外线光谱辐射的过程，即由电阻带通电产生热能，再通过导热元件作绝缘载热体将热量快速传递，导热元件同时能将热能转化成较强的远红外线光谱辐射，其热功过程包含传导、对流、远红外线光谱辐射过程。远红外辐射电加热装置利用远红外辐射的原理，可增强被加热物料对热量的充分吸收、加快热量的传递。目前通用的远红外辐射电加热装置，其导热元件均由氧化镁粉或陶瓷制成。由于氧化镁资源在逐年减少，价格逐年攀高，用户购买设备要承受高额的投资成本和维护费用；氧化镁粉只能作为电加热管的导热、绝缘填充物，不能根据需求模压烧制成其它多种形式的导热元件，氧化镁在高温下易变形、开裂，易碎、不利于根据工艺需求制造大规格的异形导热元件，而且氧化镁不属于远红外辐射材料，达不到节能目的，机械强度较低，烧制后绝缘性能较差，烧制成型后的元件通常在温度达到500℃以上时绝缘电阻逐渐降低，变形，导热性能逐渐降低；即使生产出小型导热元件在安装及维修过程中相当容易损坏，制造的产品一旦损坏就再无回收利用价值，严重消耗有效的资源；一般允许使用温度为400℃以内，如果长期在高温下使用很容易损坏，或产生弯曲变形；使用寿命也较短，一般制造的电加热管用于空气加热其使用寿命只能在3000h左右。相对而言陶瓷导热辐射元件的导热性能良好、绝缘性能高、使用寿命长，在用户遇到高温加热情况下采用陶瓷导热辐射元件较为理想，但是其元件加工周期长，制造成本高，一般生产出来的导热元件产品的成本是碳化硅导热元件产品的3倍以上。而且通常中低温反应并没有使用陶瓷导热辐射元件的必要，目前绝大部分化工、制药、油漆企业其物料反应需要的温度基本在350℃以内，如果采用陶瓷辐射元件，将使得企业的设备制造成本昂贵，一般企业较难接受。
发明内容
技术问题
本发明的目的在于提供一种碳化硅远红外辐射电加热装置导热元件的制备方法，所述方法制造方法简单、加工周期短，经该方法制备的导热元件耐高温性能很好，导热系数高，通用性强，适合于被加热物品在900℃以下的安全使用，且在高温900℃时的绝缘性能很高，同时具备较高的机械强度不易损坏。
技术方案
本发明是通过以下技术方案予以实现的。
一种碳化硅远红外辐射电加热装置导热元件的制备方法，制备步骤如下：（1）将以下各组分按质量份数配比进行干搅拌混合，绿色碳化硅20－95份，长石粉5－10份，陶土10－30份，黄糊精1－3份，然后向其中加入适量水，并搅拌均匀，所述水占总混合体系的质量百分比为15％；（2）将搅拌好的混合料分批注入模具中经液压或机械压机压制或手工捶打，压至密度≥4.14g/cm3，压好后进行脱模、修边和晾干，然后再将模料放入烘箱中经过100－300℃的温度烘干20－24h，最后将模料装入窑炉内进行3次升温烧制：第一次加温，先升温至500－700℃进行低温烧制，在此温度下烧制6－8h，这个过程为脱氧、固化过程；第二次加温，继续将温度升高至800－1000℃，在此温度下烧制4－5h，这个过程为脱碳、脱出低溶物过程；第三次加温，继续将温度升高至1350－1400℃，然后停火，停火20－22h后，先将窑门开一个60cm2的小孔让其放热，然后每隔2小时将孔面积成倍放大一次，最后待窑内温度降低到室温后将产品取出。
上述的一种碳化硅远红外辐射电加热装置导热元件的制备方法，其中，制备步骤如下：（1）将以下各组分按质量份数配比进行干搅拌混合，绿色碳化硅75份，长石粉8份，陶土20份，黄糊精2份，然后向其中加入适量水，并搅拌均匀，所述水占总混合体系的质量百分比为15％；（2）将搅拌好的混合料分批注入模具中经液压或机械压机压制或手工捶打，压制后密度为4.24g/cm3，压好后进行脱模、修边和晾干，然后再将模料放入烘箱中经过250℃的温度烘干22h，最后将模料装入窑炉内进行3次升温烧制：第一次加温，先升温至500℃进行低温烧制，在此温度下烧制6h，这个过程为脱氧、固化过程；第二次加温，继续将温度升高至800℃，在此温度下烧制4h，这个过程为脱碳、脱出低溶物过程；第三次加温，继续将温度升高至1350℃，然后停火，停火20h后，先将窑门开一个60cm2的小孔让其放热，然后每隔2小时将孔面积成倍放大一次，最后待窑内温度降低到室温后将产品取出。
上述的一种碳化硅远红外辐射电加热装置导热元件的制备方法，其中，所述绿色碳化硅的粒度为70－190目。
上述的一种碳化硅远红外辐射电加热装置导热元件的制备方法，其中，所述黄糊精的粒度为100目。
采取3次升温烧制过程，第一次升温烧制的目的是将产品中的氧气脱去，使得陶土、长石粉与绿色碳化硅充分形成固化连结；第二次升温烧制的目的是脱出导热元件中的碳和低溶物黄糊精，从而降低导热元件的电阻；第三次升温烧制的目的是将产品最终煅烧成型。
烧制停火后，先将窑门开一个60cm2的小孔让其放热，然后每隔2小时将孔面积成倍放大一次，采取这种冷却方式是为了使窑内温度均匀下降，保证了烧制后导热元件的结构和性能更加稳定，防止温度骤冷导致产品裂开；同时避免了产品大面积和氧气接触而被氧化，导致产品的绝缘性能大大降低。
有益效果
由本发明所述方法制备的碳化硅远红外辐射电加热装置导热元件，其导热性能优异，导热率是氧化镁导热元件的1.2倍，其可将电阻带通电产生的热量快速传递，同时能将热能转化成较强的远红外线光谱辐射，增强了被加热物料对热量的充分吸收，大大提高了热效率，同时提高了产品质量和生产产量；由本发明所述方法制备的导热元件耐高温性能很好，允许使用温度达900℃，而且长期在该温度下使用不易损坏，且绝缘性电阻无变化，在温度达到900℃时仍具有很高的绝缘性，从而达到了安全防爆的目的；同时制备出的导热元件机械强度较高，不易变形，在安装及维护过程中不易损坏，再利用率高；产品的使用寿命很长，一般可达现有技术中氧化镁导热元件使用寿命的3倍。本发明所述碳化硅远红外辐射电加热装置导热元件的制备方法简单，加工周期短，所用主要原材料为绿色碳化硅，原材料资源多、易采购，且可以回收再利用，同时可以根据工艺要求和规格，模具成型、烧制出各种形状的导热元件。
具体实施方式
以下结合具体实例进一步阐述本发明。
实施例1
一种碳化硅远红外辐射电加热装置导热元件的制备方法，制备步骤如下：将以下各组分按质量份数配比进行干搅拌混合，绿色碳化硅75份，长石粉8份，陶土20份，黄糊精2份，然后向其中加入适量水，并搅拌均匀，所述水占总混合体系的质量百分比为15％；将搅拌好的混合料分批注入模具中，经液压压制后密度为4.24g/cm3，压好后进行脱模、修边和晾干，然后再将模料放入烘箱中经过250℃的温度烘干22h，最后将模料装入窑炉内进行3次升温烧制：第一次加温，先升温至500℃进行低温烧制，在此温度下烧制6h，这个过程为脱氧、固化过程；第二次加温，继续将温度升高至800℃，在此温度下烧制4h，这个过程为脱碳、脱出低溶物过程；第三次加温，继续将温度升高至1350℃，然后停火，停火20h后，先将窑门开一个60cm2的小孔让其放热，然后每隔2小时将孔面积成倍放大一次,即再隔2h后开120cm2，4h后开240cm2，6h后开480cm2······直至窑门全部打开，最后待窑内温度降低到室温后将产品取出。
实施例2
一种碳化硅远红外辐射电加热装置导热元件的制备方法，制备步骤如下：将以下各组分按质量份数配比进行干搅拌混合，绿色碳化硅20份，长石粉5份，陶土10份，黄糊精1份，然后向其中加入适量水，并搅拌均匀，所述水占总混合体系的质量百分比为15％；将搅拌好的混合料分批注入模具中，经机械压机压制后密度为4.15g/cm3，压好后进行脱模、修边和晾干，然后再将模料放入烘箱中经过100℃的温度烘干20h，最后将模料装入窑炉内进行3次升温烧制：第一次加温，先升温至600℃进行低温烧制，在此温度下烧制7h，这个过程为脱氧、固化过程；第二次加温，继续将温度升高至800℃，在此温度下烧制5h，这个过程为脱碳、脱出低溶物过程；第三次加温，继续将温度升高至1350℃，然后停火，停火22h后，先将窑门开一个60cm2的小孔让其放热，然后每隔2小时将孔面积成倍放大一次,即再隔2h后开120cm2，4h后开240cm2，6h后开480cm2······直至窑门全部打开，最后待窑内温度降低到室温后将产品取出。
实施例3
一种碳化硅远红外辐射电加热装置导热元件的制备方法，制备步骤如下：将以下各组分按质量份数配比进行干搅拌混合，绿色碳化硅50份，长石粉7份，陶土20份，黄糊精1.5份，然后向其中加入适量水，并搅拌均匀，所述水占总混合体系的质量百分比为15％；将搅拌好的混合料分批注入模具中，经液压压制后密度为4.19g/cm3，压好后进行脱模、修边和晾干，然后再将模料放入烘箱中经过200℃的温度烘干21h，最后将模料装入窑炉内进行3次升温烧制：第一次加温，先升温至700℃进行低温烧制，在此温度下烧制8h，这个过程为脱氧、固化过程；第二次加温，继续将温度升高至900℃，在此温度下烧制4h，这个过程为脱碳、脱出低溶物过程；第三次加温，继续将温度升高至1400℃，然后停火，停火20h后，先将窑门开一个60cm2的小孔让其放热，然后每隔2小时将孔面积成倍放大一次,即再隔2h后开120cm2，4h后开240cm2，6h后开480cm2······直至窑门全部打开，最后待窑内温度降低到室温后将产品取出。
实施例4
一种碳化硅远红外辐射电加热装置导热元件的制备方法，制备步骤如下：将以下各组分按质量份数配比进行干搅拌混合，绿色碳化硅95份，长石粉10份，陶土30份，黄糊精3份，然后向其中加入适量水，并搅拌均匀，所述水占总混合体系的质量百分比为15％；将搅拌好的混合料分批注入模具中，经机械压机压制后密度为4.26g/cm3，压好后进行脱模、修边和晾干，然后再将模料放入烘箱中经过300℃的温度烘干24h，最后将模料装入窑炉内进行3次升温烧制：第一次加温，先升温至700℃进行低温烧制，在此温度下烧制8h，这个过程为脱氧、固化过程；第二次加温，继续将温度升高至1000℃，在此温度下烧制5h，这个过程为脱碳、脱出低溶物过程；第三次加温，继续将温度升高至1400℃，然后停火，停火22h后，先将窑门开一个60cm2的小孔让其放热，然后每隔2小时将孔面积成倍放大一次,即再隔2h后开120cm2，4h后开240cm2，6h后开480cm2······直至窑门全部打开，最后待窑内温度降低到室温后将产品取出。
按本发明所述方法制备的碳化硅远红外辐射电加热装置导热元件的相关性能参数：
（1）对酸、碱性溶剂的抵抗性能好；
（2）遇氧化气氛不毁坏；
（3）在900℃以下对还原气氛抵抗性能好；
（4）密度≥3.2g/cm3；
（5）比热容：0.17Kcal/（kg·℃）；
（6）导热性能好：热导率平均为20W/m·k；
（7）耐压强度≥5KV，历时2min，温度达900℃时绝缘性仍很高；
（8）强度高不易损坏，威氏显微硬度≥3320kg/mm2；
（9）耐高温性能好，允许使用温度达900℃。
这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中，因此，本发明不受本实施例的限制，任何采用等效替换取得的技术方案均在本发明保护的范围内。
Claims (4)
1.一种碳化硅远红外辐射电加热装置导热元件的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：（1）将以下各组分按质量份数配比进行干搅拌混合，绿色碳化硅20－95份，长石粉5－10份，陶土10－30份，黄糊精1－3份，然后向其中加入适量水，并搅拌均匀，所述水占总混合体系的质量百分比为15％；（2）将搅拌好的混合料分批注入模具中经液压或机械压机压制或手工捶打，压至密度≥4.14g/cm3，压好后进行脱模、修边和晾干，然后再将模料放入烘箱中经过100－300℃的温度烘干20－24h，最后将模料装入窑炉内进行3次升温烧制：第一次加温，先升温至500－700℃进行低温烧制，在此温度下烧制6－8h，这个过程为脱氧、固化过程；第二次加温，继续将温度升高至800－1000℃，在此温度下烧制4－5h，这个过程为脱碳、脱出低溶物过程；第三次加温，继续将温度升高至1350－1400℃，然后停火，停火20－22h后，先将窑门开一个60cm2的小孔让其放热，然后每隔2小时将孔面积成倍放大一次，最后待窑内温度降低到室温后将产品取出。
2.如权利要求1所述的一种碳化硅远红外辐射电加热装置导热元件的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：（1）将以下各组分按质量份数配比进行干搅拌混合，绿色碳化硅75份，长石粉8份，陶土20份，黄糊精2份，然后向其中加入适量水，并搅拌均匀，所述水占总混合体系的质量百分比为15％；（2）将搅拌好的混合料分批注入模具中经液压或机械压机压制或手工捶打，压制后密度为4.24g/cm3，压好后进行脱模、修边和晾干，然后再将模料放入烘箱中经过250℃的温度烘干22h，最后将模料装入窑炉内进行3次升温烧制：第一次加温，先升温至500℃进行低温烧制，在此温度下烧制6h，这个过程为脱氧、固化过程；第二次加温，继续将温度升高至800℃，在此温度下烧制4h，这个过程为脱碳、脱出低溶物过程；第三次加温，继续将温度升高至1350℃，然后停火，停火20h后，先将窑门开一个60cm2的小孔让其放热，然后每隔2小时将孔面积成倍放大一次，最后待窑内温度降低到室温后将产品取出。
3.如权利要求1或2所述的一种碳化硅远红外辐射电加热装置导热元件的制备方法，其特征在于，所述绿色碳化硅的粒度为70－190目。
4.如权利要求1或2所述的一种碳化硅远红外辐射电加热装置导热元件的制备方法，其特征在于，所述黄糊精的粒度为100目。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2013101862754A CN103269529A (zh) | 2013-05-17 | 2013-05-17 | 一种碳化硅远红外辐射电加热装置导热元件的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2013101862754A CN103269529A (zh) | 2013-05-17 | 2013-05-17 | 一种碳化硅远红外辐射电加热装置导热元件的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103269529A true CN103269529A (zh) | 2013-08-28 |
Family
ID=49013130
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2013101862754A Pending CN103269529A (zh) | 2013-05-17 | 2013-05-17 | 一种碳化硅远红外辐射电加热装置导热元件的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103269529A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106016441A (zh) * | 2016-05-20 | 2016-10-12 | 北京百斯安复合材料有限公司 | 远红外水暖散热器及其制备方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06124767A (ja) * | 1992-10-07 | 1994-05-06 | Nippon Light Metal Co Ltd | 電子レンジ用自己発熱遠赤外線放射調理器材 |
| US20080220960A1 (en) * | 2004-06-16 | 2008-09-11 | Jih-Hsin Tsai | Far infrared emitting nano glaze |
| CN101626638A (zh) * | 2009-07-31 | 2010-01-13 | 王欢 | 一种远红外辐射电加热装置导热元件的制备方法 |
| CN102167571A (zh) * | 2011-01-06 | 2011-08-31 | 肇庆市鼎湖医疗器械厂有限公司 | 宽谱远红外陶瓷材料及其制备方法和应用 |
| CN102172959A (zh) * | 2010-12-28 | 2011-09-07 | 哈尔滨工业大学 | 粉末注射成形碳化硅陶瓷零件的方法 |
-
2013
- 2013-05-17 CN CN2013101862754A patent/CN103269529A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06124767A (ja) * | 1992-10-07 | 1994-05-06 | Nippon Light Metal Co Ltd | 電子レンジ用自己発熱遠赤外線放射調理器材 |
| US20080220960A1 (en) * | 2004-06-16 | 2008-09-11 | Jih-Hsin Tsai | Far infrared emitting nano glaze |
| CN101626638A (zh) * | 2009-07-31 | 2010-01-13 | 王欢 | 一种远红外辐射电加热装置导热元件的制备方法 |
| CN102172959A (zh) * | 2010-12-28 | 2011-09-07 | 哈尔滨工业大学 | 粉末注射成形碳化硅陶瓷零件的方法 |
| CN102167571A (zh) * | 2011-01-06 | 2011-08-31 | 肇庆市鼎湖医疗器械厂有限公司 | 宽谱远红外陶瓷材料及其制备方法和应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 张国辉，许杨: "《建筑装饰材料工学》", 31 January 2012, article "陶瓷装饰材料", pages: 77-94 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106016441A (zh) * | 2016-05-20 | 2016-10-12 | 北京百斯安复合材料有限公司 | 远红外水暖散热器及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105198440A (zh) | 耐热震性碳化硅坩埚及其制作工艺 | |
| CN103553623B (zh) | 固相烧结碳化硅防弹陶瓷及其制备方法 | |
| CN101538036B (zh) | 一种制备高导热石墨材料的方法 | |
| CN105130474B (zh) | 一种耐火材料及其制备方法 | |
| CN104973869B (zh) | 莫来石轻质隔热耐火砖及其生产方法 | |
| CN105645397B (zh) | 一种用于edm的超细结构石墨及其制备方法 | |
| CN104163640B (zh) | 低压铸造用高纯氮化硅陶瓷升液管的微波烧结制备方法 | |
| CN105837217B (zh) | 硅碳棒及其制备方法 | |
| CN106220227A (zh) | 一种多孔碳化硅陶瓷的制备方法 | |
| CN107586124A (zh) | 轻质高强复合陶瓷材料及其制备方法 | |
| CN107162597A (zh) | 一种浇注成型氮化硅结合碳化硅制品的配方及其制作方法 | |
| CN105967668A (zh) | 一种基于稻壳堇青石-莫来石多孔陶瓷的制备方法 | |
| CN102627460B (zh) | 一种六钛酸钾晶须高温隔热保温材料的制造方法 | |
| CN102897753A (zh) | 一种高导热石墨的制备方法 | |
| CN103274690A (zh) | 一种碳化硅复合电热元件的生产方法 | |
| CN104261786B (zh) | 水玻璃耐火混凝土及其制备方法 | |
| CN103269529A (zh) | 一种碳化硅远红外辐射电加热装置导热元件的制备方法 | |
| CN100396643C (zh) | 新型模压轻质炭砖及其制造方法 | |
| CN106007768A (zh) | 一种高强轻质碳碳复合隔热材料的制备方法 | |
| CN104860691B (zh) | 高强度氮化硅铁窑具的制备方法 | |
| CN106187263B (zh) | C/C-SiC复合材料部件的制造方法及C/C-SiC复合材料部件 | |
| CN106673669A (zh) | 一种镁铝尖晶石‑氮化硅基蜂窝陶瓷吸热体及其制备方法 | |
| CN102826790A (zh) | 一种全炭锅及其制备方法 | |
| CN101626638B (zh) | 一种远红外辐射电加热装置导热元件的制备方法 | |
| CN102757225B (zh) | 一种氧化物结合氮化硅制品的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C05 | Deemed withdrawal (patent law before 1993) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130828 |