CN111229058A - 一种带金属保护层的陶瓷复合膜制备工艺 - Google Patents

一种带金属保护层的陶瓷复合膜制备工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN111229058A
CN111229058A CN201811430757.9A CN201811430757A CN111229058A CN 111229058 A CN111229058 A CN 111229058A CN 201811430757 A CN201811430757 A CN 201811430757A CN 111229058 A CN111229058 A CN 111229058A
Authority
CN
China
Prior art keywords
protective layer
ceramic
metal
composite membrane
membrane
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.)
Granted
Application number
CN201811430757.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111229058B (zh
Inventor
俞健
杨佳辉
王莉莉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Qihe New Material Technology Co.,Ltd.
Original Assignee
Nanjing Shu Yi Hui Scientific Instruments Co ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing Shu Yi Hui Scientific Instruments Co ltd filed Critical Nanjing Shu Yi Hui Scientific Instruments Co ltd
Priority to CN201811430757.9A priority Critical patent/CN111229058B/zh
Publication of CN111229058A publication Critical patent/CN111229058A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111229058B publication Critical patent/CN111229058B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/12—Composite membranes; Ultra-thin membranes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D67/00—Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
    • B01D67/0039—Inorganic membrane manufacture
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/02—Inorganic material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/02—Inorganic material
    • B01D71/022—Metals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
    • B01D2325/24—Mechanical properties, e.g. strength

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

本发明公开了一种带金属保护层的陶瓷复合膜制备工艺，包括陶瓷膜、金属粉末、刚性外模及封头。具体步骤如下：将制备陶瓷膜保护层的金属粉末放入由陶瓷膜、耐高温刚性外模及封头组成的模具内，在真空或还原气氛下高温烧结，卸去外模形成带有金属保护层的陶瓷复合膜材料。本发明制备的陶瓷‑金属复合膜抗热震性能好、机械强度高，将封头与金属粉末直接烧结在一起可以有效避免焊接密封性不好的问题，并且将膜的使用温度可从150度提高900度。

Description

一种带金属保护层的陶瓷复合膜制备工艺
技术领域
本发明属于膜分离领域，特别是涉及一种带金属保护层的陶瓷复合膜制备工艺。
背景技术
多孔陶瓷膜陶瓷膜具有分离精度高、化学稳定性好、耐菌、耐高温、分离过程简单、能耗低、操作维护简便、使用寿命长等众多优势。然而陶瓷材料性脆，韧性较差，机械强度也比不上金属材料。
目前，针对陶瓷膜机械强度的研究主要集中在陶瓷材料的改进上，专利CN104387111B公开了一种高强度陶瓷膜支撑体的制备方法，该陶瓷膜支撑体的强度是由高度致密化的以刚玉颗粒和原位生成的莫来石晶须为增强相的复相陶瓷材料提供，而孔径和孔隙率则由具有纤维状或片状结构的在高温下完全烧失的植物造孔材料进行调控。
通常陶瓷金属复合膜是以大孔金属为支撑体，在其表面制备陶瓷涂层。通过改进工艺，陶瓷涂层的厚度可以达到几十微米，故该复合膜具有高强度、高通量、高过滤精度等特性。制备陶瓷涂层的主要方法有喷涂、刷涂、负压抽吸等，然而由于金属与陶瓷材料热膨胀差异较大，膜层的附着力是一个较大的问题。
发明内容
本发明的目的是利用模具成型技术在多孔陶瓷膜管外表面制备一层金属膜，利用金属良好机械性，提高陶瓷膜的机械强度。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种带金属保护层的陶瓷复合膜制备工艺，其具体步骤：将制备陶瓷膜保护层的金属粉末放入由陶瓷膜、耐高温刚性外模及封头组成的模具内，在真空或还原气氛下高温烧结，卸去外模形成带有金属保护层的陶瓷复合膜材料。
所述的金属粉末材质为钛、钛合金或不锈钢。
所述的制备陶瓷膜保护层的金属粉末平均粒径为50~500 um。
所述的耐高温刚性外模为钼合金、钨合金或陶瓷。
所述的封头为金属加工件，材质与金属粉末材质一致，为钛、钛合金或不锈钢。
所述的还原气氛为氢气、氩气或氦气。
所述的高温烧结温度为900~1400 °C，保温时间为0.1~20 h。
有益效果
本发明制备的陶瓷-金属复合膜机械强度高，将金属加工件与金属粉末一起烧结，省去了传统金属膜需焊接密封的步骤，并且其连接强度和密封性高于焊接。该方法制备的复合膜避免了陶瓷膜管高温密封困难的问题，使用温度可从150度提高900度。
附图说明
图1 为适用于高温应用的陶瓷复合膜制备工艺的简图。1. 刚性外模；2.封头；3.陶瓷膜；4. 金属粉末。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行详细说明，但是需要指出的是，本发明的保护范围并不受这些具体实施方式的限制，而是由权利要求书来确定。
实施例1
1. 陶瓷膜选用φ16*2 mm，刚性外模选用φ25*2 mm陶瓷管，封头选用不锈钢材质，其中将粒径为200μm的不锈钢粉末放入由陶瓷膜、刚性外模及封头组成的模具内；
2.在氢气气氛下高温烧结，烧结温度为1200℃，保温5 h，冷却取出后卸去刚性外模即可得到复合膜。
实施例2
1. 陶瓷膜选用φ32 mm的7通道膜管，刚性外模选用φ40*2 mm钼合金管，封头选用不锈钢材质，其中将粒径为50μm的不锈钢粉末放入由陶瓷膜、刚性外模及封头组成的模具内；
2.在氦气气氛下高温烧结，烧结温度为1050℃，保温3 h，冷却取出后卸去刚性外模即可得到复合膜。
实施例3
1. 陶瓷膜选用φ16*2 mm，刚性外模选用φ25*2 mm陶瓷管，封头选用金属钛，其中将粒径为100μm的钛粉放入由陶瓷膜、刚性外模及封头组成的模具内；
2.在氩气气氛下高温烧结，烧结温度为1200℃，保温6 h，冷却取出后卸去刚性外模即可得到复合膜。
实施例4
1. 陶瓷膜选用φ40*4 mm，刚性外模选用φ50*2 mm钨合金管，封头选用不锈钢粉，其中将粒径为500μm的不锈钢粉末放入由陶瓷膜、刚性外模及封头组成的模具内；
2.在氢气气氛下高温烧结，烧结温度为1400℃，保温6 h，冷却取出后卸去刚性外模即可得到复合膜。

Claims (7)

1.一种带金属保护层的陶瓷复合膜制备工艺，其特征在于具体步骤：将制备陶瓷膜保护层的金属粉末放入由陶瓷膜、耐高温刚性外模及封头组成的模具内，在真空或还原气氛下高温烧结，卸去外模形成带有金属保护层的陶瓷复合膜材料。
2.根据权利要求1所述的一种带金属保护层的陶瓷复合膜制备工艺，其特征在于所述的金属粉末材质为钛、钛合金或不锈钢。
3.根据权利要求1所述的一种带金属保护层的陶瓷复合膜制备工艺，其特征在于所述的制备陶瓷膜保护层的金属粉末平均粒径为50~500 um。
4.根据权利要求1所述的一种带金属保护层的陶瓷复合膜制备工艺，其特征在于所述的耐高温刚性外模为钼合金、钨合金或陶瓷。
5.根据权利要求1所述的一种带金属保护层的陶瓷复合膜制备工艺，其特征在于所述的封头为金属加工件，材质与金属粉末材质一致，为钛、钛合金或不锈钢。
6.根据权利要求1所述的一种带金属保护层的陶瓷复合膜制备工艺，其特征在于所述的还原气氛为氢气、氩气或氦气。
7.根据权利要求1所述的一种带金属保护层的陶瓷复合膜制备工艺，其特征在于所述的高温烧结温度为900~1400 °C，保温时间为0.1~20 h。
CN201811430757.9A 2018-11-28 2018-11-28 一种带金属保护层的陶瓷复合膜制备工艺 Active CN111229058B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811430757.9A CN111229058B (zh) 2018-11-28 2018-11-28 一种带金属保护层的陶瓷复合膜制备工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811430757.9A CN111229058B (zh) 2018-11-28 2018-11-28 一种带金属保护层的陶瓷复合膜制备工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111229058A true CN111229058A (zh) 2020-06-05
CN111229058B CN111229058B (zh) 2021-09-14

Family

ID=70877423

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811430757.9A Active CN111229058B (zh) 2018-11-28 2018-11-28 一种带金属保护层的陶瓷复合膜制备工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111229058B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114768553A (zh) * 2022-04-29 2022-07-22 南京工业大学 一种金属陶瓷复合膜的制备方法

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040110059A1 (en) * 2001-02-16 2004-06-10 Takashi Onishi Titanium powder sintered compact
CN101708400A (zh) * 2009-12-01 2010-05-19 韶关市贝瑞过滤科技有限公司 一种无缝烧结金属粉末过滤膜管的制备方法
CN102009178A (zh) * 2010-11-26 2011-04-13 王东伟 一种长尺寸金属粉末过滤管的生产方法
CN102115255A (zh) * 2010-01-05 2011-07-06 江西金达莱环保研发中心有限公司 一种管式金属膜生物反应器
CN102489078A (zh) * 2011-12-30 2012-06-13 安泰科技股份有限公司 具有星型截面的金属滤芯及其制备方法
CN102836642A (zh) * 2011-06-22 2012-12-26 南京髙谦功能材料科技有限公司 一种多孔陶瓷—金属复合膜材料的制备方法
CN203044899U (zh) * 2012-12-11 2013-07-10 昆山海普过滤分离科技有限公司 金属粉末管成型模具
CN103585897A (zh) * 2013-11-27 2014-02-19 南京工业大学 多通道型陶瓷/金属复合膜及制备方法
CN105643961A (zh) * 2016-01-08 2016-06-08 武汉理工大学 一种抗外压复合材料筒体与金属封头共固化的连接结构及其制造方法
CN106493371A (zh) * 2016-11-30 2017-03-15 西北有色金属研究院 一种致密金属法兰多孔金属管的制备方法
CN107866105A (zh) * 2016-09-26 2018-04-03 江苏雄凯过滤技术有限公司 一种双层不锈钢滤材的生产工艺
CN108129169A (zh) * 2016-12-01 2018-06-08 比亚迪股份有限公司 一种金属陶瓷制品及其制备方法

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040110059A1 (en) * 2001-02-16 2004-06-10 Takashi Onishi Titanium powder sintered compact
CN101708400A (zh) * 2009-12-01 2010-05-19 韶关市贝瑞过滤科技有限公司 一种无缝烧结金属粉末过滤膜管的制备方法
CN102115255A (zh) * 2010-01-05 2011-07-06 江西金达莱环保研发中心有限公司 一种管式金属膜生物反应器
CN102009178A (zh) * 2010-11-26 2011-04-13 王东伟 一种长尺寸金属粉末过滤管的生产方法
CN102836642A (zh) * 2011-06-22 2012-12-26 南京髙谦功能材料科技有限公司 一种多孔陶瓷—金属复合膜材料的制备方法
CN102489078A (zh) * 2011-12-30 2012-06-13 安泰科技股份有限公司 具有星型截面的金属滤芯及其制备方法
CN203044899U (zh) * 2012-12-11 2013-07-10 昆山海普过滤分离科技有限公司 金属粉末管成型模具
CN103585897A (zh) * 2013-11-27 2014-02-19 南京工业大学 多通道型陶瓷/金属复合膜及制备方法
CN105643961A (zh) * 2016-01-08 2016-06-08 武汉理工大学 一种抗外压复合材料筒体与金属封头共固化的连接结构及其制造方法
CN107866105A (zh) * 2016-09-26 2018-04-03 江苏雄凯过滤技术有限公司 一种双层不锈钢滤材的生产工艺
CN106493371A (zh) * 2016-11-30 2017-03-15 西北有色金属研究院 一种致密金属法兰多孔金属管的制备方法
CN108129169A (zh) * 2016-12-01 2018-06-08 比亚迪股份有限公司 一种金属陶瓷制品及其制备方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114768553A (zh) * 2022-04-29 2022-07-22 南京工业大学 一种金属陶瓷复合膜的制备方法
CN114768553B (zh) * 2022-04-29 2023-08-15 南京工业大学 一种金属陶瓷复合膜的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111229058B (zh) 2021-09-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103752831B (zh) 一种多孔金属膜的制备方法
EP1407468B1 (en) Reaction brazing of tungsten or molybdenum body to carbonaceous support
CN102689109B (zh) 钎焊非氧化物陶瓷及其复合材料的高熵钎料的制备方法
CN106041101B (zh) 一种复合金属多孔管及其制备方法
CN102836642B (zh) 一种多孔陶瓷—金属复合膜材料的制备方法
CN110452010B (zh) 一种高熵合金连接碳化硅陶瓷连接件及其制备方法和应用
CN108727018B (zh) 陶瓷-金属复合构件的制备方法
WO2021139082A1 (zh) 一种梯度复合铁铝基金属间化合物微孔滤材及其制备方法
CN102693888A (zh) 一种陶瓷软x射线管的制备方法
CN110734296B (zh) 一种基于镍基高温合金与陶瓷的连接接头及其制备方法
CN113953512B (zh) 一种大长径比深孔薄壁钨合金壳体及其热等静压制备方法
CN111229058B (zh) 一种带金属保护层的陶瓷复合膜制备工艺
CN102557718A (zh) 含TiC颗粒增强三元化合物基柔性多孔陶瓷材料及其制作方法
US20160001526A1 (en) Ceramic joined body and flow passage body
CN107825806A (zh) 一种钛/碳化钛叠层复合材料的制备方法
CN110303236A (zh) 一种用于钨或钨合金与高强度钢的热等静压扩散连接方法
CN110205626B (zh) 一种功能梯度热障涂层及其制备方法
CN111298659A (zh) 一种复合金属陶瓷的生产工艺
CN110899703B (zh) 一种高空隙率金属膜的制备方法
CN215352986U (zh) 一种多孔金属陶瓷复合膜结构
CN113714502B (zh) 一种具有微小渗透通量管状多孔金属元件的制备方法
CN112828280B (zh) 一种梯度孔径结构金属膜的制备方法
CN114309651B (zh) 一种异型悬垂内流道结构件slm成形方法
CN115365505A (zh) 一种金属基金刚石制品及其制备方法
CN109794608B (zh) 一种控形控性型芯在热等静压近净成形中的应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20220308

Address after: 215000 room 210, building 2, Northwest District, Suzhou nano City, No. 99, Jinjihu Avenue, Suzhou Industrial Park, Jiangsu Province

Patentee after: Jiangsu Qihe New Material Technology Co.,Ltd.

Address before: Room 205-61, 2 / F, building 4, No.18, Jiangdong Street, Jialing, Jianye District, Nanjing City, Jiangsu Province, 210000

Patentee before: NANJING SHU YI HUI SCIENTIFIC INSTRUMENTS CO.,LTD.