CN108727046A - 电磁熔炉发热体用复合材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了电磁熔炉发热体用复合材料的制备方法，方法包括：将石墨、碳化硅、二氧化硅、硅酸铝以及氧化铝放入至干燥箱内，干燥；将干燥后物料以及烧结剂分别加入至球磨机中，球磨；将球磨后的物料加入至高混机中，混合得到混料a；将混料a进行过筛，去大颗粒粉体；将混料a采用浇注法成型坯体；将成型坯体放置在炉体中，预烧；将温度升高，再次进行烧结，然后冷却至室温，得到复合材料。制备方法主要以石墨和碳化硅为主体原料，由于石墨和碳化硅的电阻随温度的升高阻值减小，在高温下，其发热效率越高；且与其他材料形成无机复合材料，其强度高，耐高温，使得其使用寿命大大延长。

Description

电磁熔炉发热体用复合材料的制备方法
技术领域
本发明涉及材料工艺技术领域，尤其涉及电磁熔炉发热体用复合材料的制备方法。
背景技术
电磁感应工业炉是在感应炉中的感应线圈交变电磁场作用下，发热体内部产生涡流，发热体发热，发热体将热量传输至金属物，从而达到加热或着熔化的效果。
现有的制备方法制备的发热体，在实际应用中，由于发热体杂质较多，电阻较大，其发热效率非常低，且由于电磁熔炉一般是对金属进行熔融，发热体温度需要特别高，在高温下，现有的发热体在发热的同时，由于不能耐高温，自身也在熔融，强度也不高，造成其使用寿命大大缩短，熔融的金属物也混入杂质。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了电磁熔炉发热体用复合材料的制备方法。
电磁熔炉发热体用复合材料的制备方法，方法包括：
将石墨、碳化硅、二氧化硅、硅酸铝以及氧化铝放入至干燥箱内，干燥箱内温度为120-135℃，干燥时间为30-50min；
将干燥后的石墨、碳化硅、二氧化硅、硅酸铝、氧化铝以及烧结剂分别加入至球磨机中，球磨30-55min；
将球磨后的石墨、碳化硅、二氧化硅、硅酸铝、氧化铝以及烧结剂粉体加入至高混机中，混合速度为300-450r/min，混合8-15min，得到混料a；
将混料a进行200-300目筛，去大颗粒粉体；
将混料a采用浇注法成型坯体；
将成型坯体放置在炉体中，在温度为500-700℃下，预烧结2-4h；
将温度升至1600-1750℃，再次进行烧结，烧结时间为5-8h，冷却至室温，得到复合材料。
优选地，所述方法包括：
将石墨、碳化硅、二氧化硅、硅酸铝以及氧化铝放入至干燥箱内，干燥箱内温度为126-132℃，干燥时间为36-45min；
将干燥后的石墨、碳化硅、二氧化硅、硅酸铝、氧化铝以及烧结剂分别加入至球磨机中，球磨34-52min；
将球磨后的石墨、碳化硅、二氧化硅、硅酸铝、氧化铝以及烧结剂粉体加入至高混机中，混合速度为330-410r/min，混合9-13min，得到混料a；
将混料a进行230-280目筛，去大颗粒粉体；
将混料a采用浇注法成型坯体；
将成型坯体放置在炉体中，在温度为530-670℃下，预烧结2-3h；
将温度升至1630-1720℃，再次进行烧结，烧结时间为6-7h，冷却至室温，得到复合材料。
优选地，所述方法包括：
将石墨、碳化硅、二氧化硅、硅酸铝以及氧化铝放入至干燥箱内，干燥箱内温度为128℃，干燥时间为39min；
将干燥后的石墨、碳化硅、二氧化硅、硅酸铝、氧化铝以及烧结剂分别加入至球磨机中，球磨44min；
将球磨后的石墨、碳化硅、二氧化硅、硅酸铝、氧化铝以及烧结剂粉体加入至高混机中，混合速度为380r/min，混合11min，得到混料a；
将混料a进行260目筛，去大颗粒粉体；
将混料a采用浇注法成型坯体；
将成型坯体放置在炉体中，在温度为640℃下，预烧结3h；
将温度升至1680℃，再次进行烧结，烧结时间为6h，冷却至室温，得到复合材料。
优选地，所述石墨为稳晶质石墨。
优选地，所述二氧化硅为纳米二氧化硅。
优选地，所述烧结剂为硼酸与硅酸盐水泥中的一种或两种。
优选地，所述烧结剂为硅酸盐水泥。
本发明的有益效果在于：制备方法制备的电磁熔炉发热体用复合材料，将复合材料制成电磁熔炉的发热体，制备方法主要以石墨和碳化硅为主体原料，由于石墨和碳化硅的电阻随温度的升高阻值减小，在高温下，其发热效率越高；且与其他材料形成无机复合材料，其强度高，耐高温，使得其使用寿命大大延长。
具体实施方式：
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
实施例1
电磁熔炉发热体用复合材料，由如下按质量组分组成：
电磁熔炉发热体用复合材料的制备方法：
称取组份量的稳晶质石墨、碳化硅、纳米二氧化硅、硅酸铝、氧化铝以及硼酸；
将稳晶质石墨、碳化硅、纳米二氧化硅、硅酸铝以及氧化铝放入至干燥箱内，干燥箱内温度为135℃，干燥时间为30min；
将干燥后的稳晶质石墨、碳化硅、纳米二氧化硅、硅酸铝、氧化铝以及硼酸分别加入至球磨机中，球磨55min；
将球磨后的稳晶质石墨、碳化硅、纳米二氧化硅、硅酸铝、氧化铝以及硼酸粉体加入至高混机中，混合速度为450r/min，混合8min，得到混料a；
将混料a进行300目筛，去大颗粒粉体；
将混料a采用浇注法成型(发热体)坯体；
将成型坯体放置在炉体中，在温度为500℃下，预烧结4h；
将温度升至1600℃，再次进行烧结，烧结时间为8h，冷却至室温，得到复合材料(发热体)。
实施例2
电磁熔炉发热体用复合材料，由如下按质量组分组成：
电磁熔炉发热体用复合材料的制备方法：
称取组份量的鳞片状石墨、碳化硅、气相二氧化硅、硅酸铝、氧化铝以及硅酸盐水泥；
将鳞片状石墨、碳化硅、气相二氧化硅、硅酸铝以及氧化铝放入至干燥箱内，干燥箱内温度为132℃，干燥时间为36min；
将干燥后的鳞片状石墨、碳化硅、气相二氧化硅、硅酸铝、氧化铝以及硅酸盐水泥分别加入至球磨机中，球磨52min；
将球磨后的鳞片状石墨、碳化硅、气相二氧化硅、硅酸铝、氧化铝以及硅酸盐水泥粉体加入至高混机中，混合速度为410r/min，混合9min，得到混料a；
将混料a进行280目筛，去大颗粒粉体；
将混料a采用浇注法成型(发热体)坯体；
将成型坯体放置在炉体中，在温度为530℃下，预烧结3h；
将温度升至1720℃，再次进行烧结，烧结时间为6h，冷却至室温，得到复合材料(发热体)。
实施例3
电磁熔炉发热体用复合材料，由如下按质量组分组成：
电磁熔炉发热体用复合材料的制备方法：
称取组份量的稳晶质石墨、碳化硅、纳米二氧化硅、硅酸铝、氧化铝、硼酸以及硅酸盐水泥；
将稳晶质石墨、碳化硅、纳米二氧化硅、硅酸铝以及氧化铝放入至干燥箱内，干燥箱内温度为120℃，干燥时间为50min；
将干燥后的稳晶质石墨、碳化硅、纳米二氧化硅、硅酸铝、氧化铝以及硼酸、硅酸盐水泥分别加入至球磨机中，球磨30min；
将球磨后的稳晶质石墨、碳化硅、纳米二氧化硅、硅酸铝、氧化铝以及硼酸以及硅酸盐水泥粉体加入至高混机中，混合速度为300r/min，混合15min，得到混料a；
将混料a进行200目筛，去大颗粒粉体；
将混料a采用浇注法成型(发热体)坯体；
将成型坯体放置在炉体中，在温度为700℃下，预烧结2h；
将温度升至1750℃，再次进行烧结，烧结时间为5h，冷却至室温，得到复合材料(发热体)。
实施例4
电磁熔炉发热体用复合材料，由如下按质量组分组成：
电磁熔炉发热体用复合材料的制备方法：
称取组份量的鳞片状石墨、碳化硅、气相二氧化硅、硅酸铝、氧化铝以及硅酸盐水泥；
将鳞片状石墨、碳化硅、气相二氧化硅、硅酸铝以及氧化铝放入至干燥箱内，干燥箱内温度为126℃，干燥时间为45min；
将干燥后的鳞片状石墨、碳化硅、气相二氧化硅、硅酸铝、氧化铝以及硅酸盐水泥分别加入至球磨机中，球磨34min；
将球磨后的鳞片状石墨、碳化硅、气相二氧化硅、硅酸铝、氧化铝以及硅酸盐水泥粉体加入至高混机中，混合速度为330r/min，混合13min，得到混料a；
将混料a进行230目筛，去大颗粒粉体；
将混料a采用浇注法成型(发热体)坯体；
将成型坯体放置在炉体中，在温度为670℃下，预烧结2h；
将温度升至1630℃，再次进行烧结，烧结时间为7h，冷却至室温，得到复合材料(发热体)。
实施例5
电磁熔炉发热体用复合材料，由如下按质量组分组成：
电磁熔炉发热体用复合材料的制备方法：
称取组份量的稳晶质石墨、碳化硅、纳米二氧化硅、硅酸铝、氧化铝以及硼酸；
将稳晶质石墨、碳化硅、纳米二氧化硅、硅酸铝以及氧化铝放入至干燥箱内，干燥箱内温度为128℃，干燥时间为39min；
将干燥后的稳晶质石墨、碳化硅、纳米二氧化硅、硅酸铝、氧化铝以及硼酸分别加入至球磨机中，球磨44min；
将球磨后的稳晶质石墨、碳化硅、纳米二氧化硅、硅酸铝、氧化铝以及硼酸粉体加入至高混机中，混合速度为380r/min，混合11min，得到混料a；
将混料a进行260目筛，去大颗粒粉体；
将混料a采用浇注法成型(发热体)坯体；
将成型坯体放置在炉体中，在温度为640℃下，预烧结3h；
将温度升至1680℃，再次进行烧结，烧结时间为6h，冷却至室温，得到复合材料(发热体)。
将实施例1-5制备方法制备的复合材料，将复合材料制成电磁熔炉的发热体，分别测试其强度、绝缘性能以及耐高温性能，测试结果如下：
根据性能测试表中的数据可以看出，实施例1-5的复合材料，其抗折强度可以达到45Mpa，常温下，其电阻率约为7×10-6，但是在高温1000℃下，其电阻率可以达到0.32×10-6，且耐火度平均可以达到1750℃。
以上是对本发明所提供的具体实施例。
说明书对本发明进行了详细的介绍，本文中应用了具体个例对本发明的结构原理及实施方式进行了阐述，以上实施例只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.电磁熔炉发热体用复合材料的制备方法，其特征在于，方法包括：
将石墨、碳化硅、二氧化硅、硅酸铝以及氧化铝放入至干燥箱内，干燥箱内温度为120-135℃，干燥时间为30-50min；
将干燥后的石墨、碳化硅、二氧化硅、硅酸铝、氧化铝以及烧结剂分别加入至球磨机中，球磨30-55min；
将球磨后的石墨、碳化硅、二氧化硅、硅酸铝、氧化铝以及烧结剂粉体加入至高混机中，混合速度为300-450r/min，混合8-15min，得到混料a；
将混料a进行200-300目筛，去大颗粒粉体；
将混料a采用浇注法成型坯体；
将成型坯体放置在炉体中，在温度为500-700℃下，预烧结2-4h；
将温度升至1600-1750℃，再次进行烧结，烧结时间为5-8h，冷却至室温，得到复合材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
将石墨、碳化硅、二氧化硅、硅酸铝以及氧化铝放入至干燥箱内，干燥箱内温度为126-132℃，干燥时间为36-45min；
将干燥后的石墨、碳化硅、二氧化硅、硅酸铝、氧化铝以及烧结剂分别加入至球磨机中，球磨34-52min；
将球磨后的石墨、碳化硅、二氧化硅、硅酸铝、氧化铝以及烧结剂粉体加入至高混机中，混合速度为330-410r/min，混合9-13min，得到混料a；
将混料a进行230-280目筛，去大颗粒粉体；
将混料a采用浇注法成型坯体；
将成型坯体放置在炉体中，在温度为530-670℃下，预烧结2-3h；
将温度升至1630-1720℃，再次进行烧结，烧结时间为6-7h，冷却至室温，得到复合材料。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
将石墨、碳化硅、二氧化硅、硅酸铝以及氧化铝放入至干燥箱内，干燥箱内温度为128℃，干燥时间为39min；
将干燥后的石墨、碳化硅、二氧化硅、硅酸铝、氧化铝以及烧结剂分别加入至球磨机中，球磨44min；
将球磨后的石墨、碳化硅、二氧化硅、硅酸铝、氧化铝以及烧结剂粉体加入至高混机中，混合速度为380r/min，混合11min，得到混料a；
将混料a进行260目筛，去大颗粒粉体；
将混料a采用浇注法成型坯体；
将成型坯体放置在炉体中，在温度为640℃下，预烧结3h；
将温度升至1680℃，再次进行烧结，烧结时间为6h，冷却至室温，得到复合材料。
4.根据权利要求1-3任一所述的制备方法，其特征在于：所述石墨为稳晶质石墨。
5.根据权利要求1-3任一所述的制备方法，其特征在于：所述二氧化硅为纳米二氧化硅。
6.根据权利要求1-3任一所述的制备方法，其特征在于：所述烧结剂为硼酸与硅酸盐水泥中的一种或两种。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述烧结剂为硅酸盐水泥。
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CN107686354A (zh) * 2017-09-18 2018-02-13 佛山市高捷工业炉有限公司 一种坩埚用的坯料

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