CN115180819A - 一种硅酸盐复合材料用生产设备及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硅酸盐复合材料用生产设备及制备方法，包括炉体、大功率激光器发生器、熔池、澄清池以及纤维成型制备装置，其中，炉体，为硅酸盐复合材料的加热融化提供一个熔融空间，炉体内层为铼镍合金材料；大功率激光器发生器，发射强激光束照射在炉体内的硅酸盐复合材料上，复合材料高温受热融化形成熔融液，熔融液下沉形成熔池；熔池内的熔融液流入澄清池，澄清池是利用大功率激光器发生器发射的弱光束所形成的保温区；澄清池内的熔融液继续流入纤维成型制备装置以制取纤维产品。采用该设备拉制的石英纤维及其它硅酸盐材料纤维产品质量好，解决了传统设备的缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及硅酸盐材料领域的熔融装备与熔化新方法技术领域，更具体的说，涉及一种硅酸盐复合材料用生产设备及制备方法。
背景技术
随着产业升级，同时在航空、航天领域，航天器及兵器的发展迫切要求使用轻质、高强、抗疲劳、耐腐蚀、耐高温、易于实现设计制造的一体化大型构件及耐极端环境应用的、先进的、轻质硅酸盐材料产品，推动了先进硅酸盐材料及纤维产品的高速发展。
如今，应用在航天器结构件、兵器、汽车工业及民用等领域硅酸盐材料主要是以下几种：石英纤维、硅酸铝纤维、玄武岩纤维、硼纤维等，自20世纪30年代世界玻璃纤维和矿物棉进入工业化时代后，我国玻璃纤维与矿物棉工业从50年代起步至今，石英玻璃纤维产品生产设备与技术，一直都是沿用传统玻璃纤维工艺及设备或稍加调整改造后生产的，至今还没有专门化为石英纤维产品设计开发过专用制纤设备。目前在我国硅酸盐工业中，制造石英纤维产品主要是用传统的加热熔制设备，使用的是单元窑、波歇炉等设备。
在单元窑中，国内硅酸盐材料制造企业首选窑型是蓄热式生产E玻璃纤维的马蹄焰窑，窑内熔制温度可在1400℃左右，基本满足了产品1400℃以上生产的温度要求，但是，长期困扰着纤维产品质量的突出问题：窑内高温环境，在满足产品原料熔融的同时，窑内耐火石英砖等也在加速被高温熔融的熔融液体侵蚀、熔化。窑内耐火材料与熔融液原料，会形成固相结合、发生融合现象，产生结石、条纹、节瘤等生产瑕疵，这样会直接降低后续纤维产品如石英纤维或石英玻璃球的产品质量，进而继续影响下游的纤维制品成品质量，造成行业内高端纤维及产品质量长期上不去的现象。
窑内高温熔融还侵蚀窑的炉壁、窑池底的耐火材料如：石英砖、白泡石或高龄土浇筑砖等耐火材料，结果将是直接降低窑的使用寿命和窑内出现挂壁现象，将影响石英纤维产品质量等问题。
波歇炉中也同样使用了石英砖、白泡石或高龄土浇筑砖等耐火材料，还是存在着被高温侵蚀耐火材料的问题。
发明内容
发明要解决的技术问题：本发明的目的在于克服现有技术中纤维产品生产设备与技术的上述缺陷，提供一种硅酸盐复合材料用生产设备及制备方法，设备采用固态光纤激光器，全程无化石能源燃料直接参与加热，没有污染石英玻璃原液的污染源，发热部分不会出现与石英玻璃粉体配合料固相热化学反应，与之相熔，形成固相结合的融合现象和污染石英玻璃及其硅酸盐材料熔融原液现象发生。
技术方案：为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：一种硅酸盐复合材料用生产设备，包括炉体、大功率激光器发生器、熔池、澄清池以及纤维成型制备装置，其中，
炉体，为硅酸盐复合材料的加热融化提供一个熔融空间，炉体内层为铼镍合金材料；
大功率激光器发生器，发射强激光束照射在炉体内的硅酸盐复合材料上，复合材料高温受热融化形成熔融液，熔融液下沉形成熔池；熔池内的熔融液流入澄清池，澄清池是利用大功率激光器发生器发射的弱光束所形成的保温区；澄清池内的熔融液继续流入纤维成型制备装置以制取纤维产品。
作为本发明更进一步的改进，还包括消泡装置，位于熔池底部，用于排空熔融液中的气泡。
作为本发明更进一步的改进，所述纤维成型制备装置包括位于澄清池底部的漏板和纤维牵伸卷取机。
作为本发明更进一步的改进，所述大功率激光器发生器为固态光纤激光器发生器。
作为本发明更进一步的改进，硅酸盐复合材料为石英玻璃粉体配合料、玄武岩粉体配合料、硅酸铝粉体配合料、硼粉体配合料中的一种或几种。
作为本发明更进一步的改进，硅酸盐复合材料为石英玻璃粉体配合料。作为本发明更进一步的改进，所述消泡装置为压电陶瓷振子空化发生器。
一种硅酸盐复合材料用生产设备制备纤维产品的制备方法，包括如下步骤：
1)激光束照射：开启电源，固态光纤激光发生器产生能量适中的激光束，照射在炉体底部覆盖在熔池上的硅酸盐复合材料上；2)熔融：硅酸盐复合材料受到激光束高温照射加热熔融，形成熔融液；3)澄清均化：熔融液流入澄清池中静置，使熔融液的化学组成逐渐趋向一致；4)制备：澄清后的均质熔融液流入纤维成型制备装置以制取纤维产品。
有益效果：采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
1.本发明提供的一种硅酸盐复合材料用生产设备，用铼镍合金材料制造的炉腔体，石英玻璃及其它硅酸盐材料在炉腔体内直接加热熔融，熔化的原液体与炉壁直接接触，超高熔点铼镍合金可以确保2000℃以下石英玻璃及其它硅酸盐材料熔融液体不与炉腔体铼镍合金发生熔融热化学侵蚀反应，从而避免污染原液。
2.采用大功率激光器发生器作为设备的发热源，大功率激光器发生器能够产生足够熔融原料所需的热功率，并按照原液生产工艺要求在炉内升温，使原料变成熔融液体。
3.大功率激光器发生器是固态光纤激光器发生器，固态光纤激光器发生器比二氧化碳激光发生器冷却条件简单，冷却系统成本也低。发热部分是不会出现如传统炉窑燃料参与石英玻璃粉体配合料固相热化学反应，与之相熔，形成固相结合的融合现象和污染熔融原液现象发生。
4.在热源的选择以及炉体材料的改进上，彻底根除了目前我国硅酸盐工业所用的单元窑、波歇炉带来热侵蚀设备污染纤维产品的难题，拉制的石英纤维及其它硅酸盐材料纤维产品质量好，保证了航天器等大型结构部件，对连续稳定高质量的要求。
5.消泡装置促进了熔融液达到均化、澄清的目的。另一方面，消泡后的熔融液还会在澄清池中继续静置，能够继续促使溶解在石英玻璃液中的微小气泡长大，上浮而释放。
6.采用该生产设备制备纤维制品，不同于球法坩埚拉丝和池窑法，制取过程无污染、不会污染原液、成本低。
附图说明
图1为本发明的一种硅酸盐复合材料用生产设备的结构示意图；
图2为图1中A处的放大图。
示意图中的标号说明：
1、炉体；11、螺旋进料闸阀；12、出气口阀门；13、挡料板；2、大功率激光器发生器；3、熔池；4、澄清池；5、漏板；6、纤维牵伸卷取机；7、消泡装置；101、炉体外层；102、103、炉体内层。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合附图和具体实施方式对本发明作详细描述。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
下面，本申请实施例将结合传统炉窑对硅酸盐复合材料用生产设备进行简要说明。
传统的加热熔制设备，如单元窑、波歇炉存在着背景技术中所述的缺陷，波歇炉可以充分保证原料熔化所需的高温，高温环境保证了纤维产品质量，但是在波歇炉中现在所用的是钼电极，由于钼在空气中400℃就开始氧化，温度升至600℃时生成MoO3，钼电极将快速被氧化，因此用水冷却来保护钼电极是行业内普遍的做法，这样在钼电极就处存在着温度梯度，温度场强度因水冷系统发生变化，继而也影响波歇炉内原液的熔融温度、也影响原液的熔化率，波歇炉除需要继续补充能耗外，造成的后果是产品的生产成本也高。此外，波歇炉中被氧化的钼电极不能直接用于电熔含铅的配合料，如果配合料组分中，含有铅(Pb)、铜(Cu)、铁(Fe)、锑(Sb)等元素，将与钼电极直接起化学反应，后果是严重影响纤维的产品质量，钼电极消耗也快，生产成本也高。
综合上述，本实施例中，硅酸盐复合材料用生产设备，包括炉体1、大功率激光器发生器2、熔池3、澄清池4以及纤维成型制备装置，其中，炉体1，为硅酸盐复合材料的加热融化提供一个熔融空间，炉体内层103为铼镍合金材料；大功率激光器发生器2，发射强激光束照射在炉体1内的硅酸盐复合材料上，复合材料高温受热融化形成熔融液，熔融液下沉形成熔池3；熔池3内的熔融液流入澄清池4，澄清池4是利用大功率激光器发生器2发射的弱光束所形成的保温区；澄清池4内的熔融液继续流入纤维成型制备装置以制取纤维产品。
为方便叙述，实施方式中将硅酸盐复合材料统称为原料，原料在炉体1内受到大功率激光器发生器2的照射，受热熔化形成熔融液，液体在炉体1底部聚集形成熔池，熔池3内的熔融液流入澄清池4内澄清，使其转化成化学成分趋向一致的均质熔融液，均质熔融液再流向纤维制取设备等来纤维制品或其他产品。本实施例中，硅酸盐复合材料为石英玻璃粉体配合料、玄武岩粉体配合料、硅酸铝粉体配合料、硼粉体配合料中的一种或几种。
由于传统炉窑设备存在的严重影响产品质量的问题，传统炉窑设备中使用石英砖池壁和白泡石或高龄土浇筑砖，池底有耐火材料，如背景技术所述，在满足产品原料熔融的同时，窑内耐火材料也在加速被高温熔融液体侵蚀、熔化。为了解决这一问题，本发明中，炉体内层103采用铼镍合金材料，这是基于铼镍合金有极高强度和极好的热塑性，铼镍合金在受热状态下炉体不变形，还能呈现出类似稀土材料的优异热学特性，铼镍金属合金有3180℃超高熔点，用铼镍合金材料制造装备，在完全灼烧条件下，设备可以承受10万次热疲劳循环考验，其抗拉伸强度可超过1172MPa，相当于一平方厘米上承受117吨重量；用铼镍合金材料制造的炉腔体，石英玻璃及其它硅酸盐材料在炉腔体内直接加热熔融，熔化的原液体与炉壁直接接触，超高熔点铼镍合金可以确保2000℃以下石英玻璃及其它硅酸盐材料熔融液体不与炉腔体铼镍合金发生熔融热化学侵蚀反应，从而避免污染原液。
另外，在设备热源的选择上，本发明采用大功率激光器发生器2作为设备的发热源，大功率激光器发生器2能够产生足够熔融原料所需的热功率，并按照原液生产工艺要求在炉内升温，使原料变成熔融液体。
优选的是，大功率激光器发生器2是一种固态光纤激光器发生器，固态光纤激光器是能够输出高能量密度的激光束，宽度为100mm激光束，是利用大功率单模光纤激光器独特的聚焦特性，设计成能产生复杂的强、弱变化激光光束形状，就是从整体激光束能量中，分配一部分强光束和一部分弱光束，以便在原料所在区域间创建一个“高温区”和一个“保温区”，激光“高温区”用于快速熔化原料，“保温区”的能量将分配给熔体，即在澄清池区域内，用来维持熔融液需要的一部分热能，强光束还用来创建适当高蒸汽压力分布在熔融液体表面，激光束克服原料受热挥发的蒸腾气体，产生局部轻微压力施加在已经熔融的熔体上，加上比重较大的熔融液本身自重，熔化料部分将开始逐渐下沉出现流向熔池现象，熔融液最终形成熔池。
固态光纤激光发生器与二氧化碳激光发生器原理不同，固态光纤激光器发生器比二氧化碳激光发生器冷却条件简单，冷却系统成本也低，因此选型10kW固态光纤激光发生器作为设备的热源。但也可根据用户生产石英纤维或石英玻璃圆球产品等所需产量要求，选择功率或大、或小不同的激光发热设备。
选用固态光纤激光发生器的优点还在于：固态光纤激光发生器的发热原理不同于我国传统的全电钼电极加热，或者是燃油，或者是天燃气燃烧的物理、化学反应的加热原理，发热部分是不会出现如传统炉窑燃料参与石英玻璃粉体配合料固相热化学反应，与之相熔，形成固相结合的融合现象和污染熔融原液现象发生。
综上，在热源的选择以及炉体材料的改进上，彻底根除了目前我国硅酸盐工业所用的单元窑、波歇炉带来热侵蚀设备污染纤维产品的难题，拉制的石英纤维及其它硅酸盐材料纤维产品质量好，保证了航天器等大型结构部件，对连续稳定高质量的要求，也奠定了坚实的设备与技术基础。
在炉体内层103为铼镍合金材料的基础上，更优选的是，炉体外层101为Q235碳钢焊接而成，炉体内层103和炉体外层101形成夹套结构，夹套空腔内灌装硅气凝胶形成封闭的绝热保温层102。这种硅气凝胶是纳米多孔结构，孔径是1～100nm，密度是3.55Kg/m3，是空气密度的2.75倍，硅气凝胶工作温度1400℃，导热系数0.013～0.025w/(m·k)，是迄今为止绝热性能最好的热阻材料。
上文对设备炉体以及采用的热源进行了说明，在上文所述的基础上，对消泡装置7进一步说明。
本实施例中，硅酸盐复合材料用生产设备还包括消泡装置7，消泡装置7位于熔池3底部，用于排空熔融液中的气泡。由于原料中材料自身所含吸附水的挥发、结晶水脱水、无机盐的热分解所释放的气体等，在硅酸盐玻璃熔融液中就产生了气泡、微气泡，只有排空熔融原液中的气泡，才能保证纤维长丝连续生产，不会发生断纤等影响产品质量的瑕疵现象发生。
消泡装置7优选压电陶瓷振子空化发生器，这是可调频率和振幅的压电陶瓷振子部件，安装在炉体1底部的炉壁上，压电陶瓷振子高频振荡、搅动炉内熔融液体运动，加速了熔融液各元素间的物理、化学反应，熔融液受到高频振荡，产生定向移动的空化气泡，气泡在有粘滞系数的熔融原液中，发生牵伸拉膜、剪切，气泡破裂过程中，气泡内气体发生正、负压交替变化，排空，完成消泡过程。消泡装置7促进了熔融液达到均化、澄清的目的。另一方面，消泡后的熔融液还会在澄清池中继续静置，能够继续促使溶解在石英玻璃液中的微小气泡长大，上浮而释放。
上文对消泡装置7进行了说明，在上文所述的基础上，对纤维成型制备装置进一步说明。
传统纤维产品的制备装置，按照纤维成型工艺要求，可分为球法坩埚拉丝和池窑法直接拉丝来制取纤维产品。
对制取石英纤维而言，球法的实质就是先制成石英玻璃圆球，再放入坩埚内熔融后、再拉丝制取石英纤维，因此坩埚法按不同形式分为1、陶土坩埚、2、全铂坩埚、3、代铂坩埚、4、组合炉等，池窑法除了最普遍采用的蓄热式马蹄焰窑直接制取石英纤维产品外，还有波歇炉全电窑型制取石英纤维及产品。
陶土坩埚制取石英纤维产品是一种比较原始的石英纤维生产工艺，作为历史过程，这种工艺生产石英纤维在我国存在和发展过，但是这种生产方式落后，产品质量低劣、能源消耗高，劳动条件极差，而且不安全而被淘汰。
全铂坩埚是铂铑合金制成，可以将其直接通电变成一个电阻发热体，使坩埚内石英玻璃球受热熔融，再从漏板嘴中流出拉丝制成石英纤维产品，全铂坩埚一般是由PtRh10合金制成，铂铑合金熔点温度在1700℃，长期安全使用温度在1400℃左右，全铂坩埚导电导热性能良好，耐化学腐蚀性也好，抗石英玻璃溶体侵蚀性能强，不易产生二次污染石英玻璃成份液及产品的加工，是当今我国生产各种直径石英纤维产品，尤其生产高品质细旦石英纤维产品的理想设备，但由于铂铑合金价格昂贵，生产一台200～400孔的全铂坩埚需要3～4Kg铂铑合金材料,全铂坩埚设备成本较高，所以企业是在生产7um以下石英纤维产品才考虑使用。
代铂坩埚是20世纪60年代后期采用的一种石英玻璃熔融设备，它是在铂铑合金供应紧张的情况下，发展起来一种新工艺设备，其技术的核心特征是：用耐火材料取代全铂坩埚的锅壁四周，只是在坩埚底部安装了一块铂铑合金制成100～800孔的漏板，生产成本较全铂坩埚材料成本低。代铂坩埚内还是存在着耐火砖受高温玄武岩液侵蚀造成的二次污染石英玻璃原液的缺点，影响石英纤维产品质量，但是代铂坩埚却是多年来我国硅酸盐行业一直都采用的主要生产工艺。
组合炉制取石英纤维及产品工艺，是在代铂坩埚基础上，发展的一种石英纤维及硅酸盐纤维产品的规模化生产技术，它仍然是采用将石英玻璃球熔融后再拉丝制取纤维产品的一种方法，特点是把多只铂铑合金漏板组合在一条通道上进行生产石英纤维产品，组合炉由熔化池、石英玻璃原液通路、铂铑合金漏板组成，在加热熔化池石英玻璃原液通路上，一般采用钼电极通电方式加热或者采用燃油或者燃气加热等形式，由于组合炉内有长距离的石英玻璃液通路与铂铑合金漏板连接，石英玻璃液均化质量相对提高，有利于石英纤维拉丝过程稳定和采用大于400孔以上的大流量铂铑合金漏板生产石英纤维产品，设备产能得到了很大提高，但是组合炉使用的还是耐火材料，依然存在着二次污染石英玻璃原液和耗能高的缺点和影响产品质量等问题，需要对上述设备存在的种种问题进行优化改进，再提高。
本实施例中，纤维成型制备装置包括位于澄清池4底部的漏板5和纤维牵伸卷取机6，熔融液在澄清池4中静置一段时间，其化学组成趋向一致，澄清后的均质熔融液流向漏板5通过纤维牵伸卷取机6来制取纤维产品。在制取纤维产品时，原料经熔融、消泡、澄清后直接流入漏板经过纤维牵伸卷取机制取，不同于球法坩埚拉丝和池窑法，制取过程无污染、不会污染原液、成本低。
上文对硅酸盐复合材料用生产设备进行了说明，在上文所述的基础上，对采用该设备的制备方法进一步说明。
一种采用硅酸盐复合材料用生产设备制备纤维产品的制备方法，包括如下步骤：1)激光束照射：开启电源，大功率激光器发生器产生能量适中的激光束，照射在炉体底部覆盖在熔池上的硅酸盐复合材料上；2)熔融：硅酸盐复合材料受到激光束高温照射加热熔融，形成熔融液；3)澄清均化：熔融液流入澄清池中静置，使熔融液的化学组成逐渐趋向一致；4)制备：澄清后的均质熔融液流入纤维成型制备装置以制取纤维产品。
激光束照射阶段，强光束在炉体内创建的高温区温度在1450℃左右，加速原料熔化；弱光束在澄清池内创建一个保温区，以维持熔融液需要的热能，这种分段式温度控制方式在保证原料充分熔化的情况下还能维持熔融液需要的热能，提高后续纤维产品的质量，有利于连续生产。
上文对硅酸盐复合材料用生产设备以及采用该设备的制备方法均进行了说明，在上文所述的基础上，对该设备以及采用该设备制取石英玻璃纤维制的过程进一步说明。
随着汽车、飞行器等轻量化发展，迫切需要轻质、高强的结构材料来替代传统钢材料，一束比头发丝还细的石英纤维，它的拉伸强度是普通钢强度2～3倍，这是其它结构材料不能比拟的轻质高强材料，因此发展高强度、耐腐蚀、耐高温石英纤维材料，在我国已经是跨越二个“五年计划”的关键材料了，石英纤维还将继续成为国家细分高性能纤维领域重点发展的新材料，高性能的石英纤维等结构材料，又将迎来第三个五年规划的政策红利期。因此，石英纤维生产设备及制备方法，迫在眉睫。以下针对硅酸盐复合材料为石英玻璃粉体配合料的实施例进行详细说明。
本实施例中，炉体1有2个，2个炉体共用一个隧道式澄清池4，2个炉体1对称分布在隧道式澄清池4的两侧，炉体1为铼镍合金材料制造的锥台形炉体，是夹套式机械结构炉体，炉体内层103是铼镍合金材料，炉体外层101是Q235碳钢焊接成夹套结构，在夹套空腔内灌装硅气凝胶形成封闭的炉体绝热保温层102，炉体1上设有螺旋进料闸阀11以及出气口阀门12，螺旋进料闸阀11处设有挡料板13，石英玻璃粉体配合料从闸阀口处进入炉体1内，炉体1上部设有大功率激光器发生器2，大功率激光器发生器2是固态光纤激光器发生器，炉体1内的配合料熔化下沉形成熔池3，共用隧道澄清池4底部设有漏板5以及纤维牵伸卷取机6。
石英玻璃粉体配合料是生产石英玻璃纤维产品原料，是含有二氧化硅等组成的粉体配合料，制备时首先开启设备电源，固态光纤激光发生器产生能量适中的激光束，做圆周运动扫描照射在锥台形炉体1底部熔池3中间覆盖在熔池上面石英玻璃粉体配合料上，受到熔化温度1450℃激光束照射加热，原料受有强弱变化的激光束照射加热熔化形成石英玻璃熔融液，同时从粉体配合料熔化岩石中还释放大量结晶水等气体。石英玻璃粉体配合料在高温下，从开始熔融发生物理、化学，物理—化学硅酸盐反应，熔融再转化成均质玻璃液，是在1450℃高温加热条件下熔化的结果。
激光熔融石英玻璃粉体配合料，各岩种成份中是固相相融的过程，粉体配合料从受热至初熔，硅酸盐配合料经过一系列物理、化学变化各组分间的固相反应，吸附水的挥发、结晶水脱水、碳酸盐的热分解等都要从粘稠的玻璃液中释放大量的气体，由于气泡的存在会产生断纤维，影响纤维连续生产，最终影响产品质量；因此需要使用消泡装置7进行消泡，消泡装置7是压电陶瓷振子空化发生器，消泡是工艺中的一项关键步骤，频率和振幅可调的高频振荡波能够在1500℃左右的石英玻璃液体中形成剪切、负压、离心、拉膜的消泡机理，直到硅酸盐玻璃液可见气泡彻底排除，石英玻璃液体澄清，为后续连续生产石英纤维做好准备。
将消泡后的玻璃液存放隧道式澄清池4中继续静置，由于粘度在102′2Pa.s石英玻璃液，能够继续促使溶解在石英玻璃液中的微小气泡长大，上浮而释放，石英玻璃液转向化学组成趋向一致的澄清均化阶段，这时石英玻璃液可以流向漏板制取连续石英玻璃纤维产品。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种硅酸盐复合材料用生产设备，其特征在于：包括炉体、大功率激光器发生器、熔池、澄清池以及纤维成型制备装置，其中，
炉体，为硅酸盐复合材料的加热融化提供一个熔融空间，炉体内层为铼镍合金材料；
大功率激光器发生器，发射强激光束照射在炉体内的硅酸盐复合材料上，复合材料高温受热融化形成熔融液，熔融液下沉形成熔池；熔池内的熔融液流入澄清池，澄清池是利用大功率激光器发生器发射的弱光束所形成的保温区；澄清池内的熔融液继续流入纤维成型制备装置以制取纤维产品。
2.根据权利要求1所述的硅酸盐复合材料用生产设备，其特征在于：还包括消泡装置，位于熔池底部，用于排空熔融液中的气泡。
3.根据权利要求1所述的硅酸盐复合材料用生产设备，其特征在于：所述纤维成型制备装置包括位于澄清池底部的漏板和纤维牵伸卷取机。
4.根据权利要求1所述的硅酸盐复合材料用生产设备，其特征在于：所述大功率激光器发生器为固态光纤激光器发生器。
5.根据权利要求1所述的硅酸盐复合材料用生产设备，其特征在于：硅酸盐复合材料为石英玻璃粉体配合料、玄武岩粉体配合料、硅酸铝粉体配合料、硼粉体配合料中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的硅酸盐复合材料用生产设备，其特征在于：硅酸盐复合材料为石英玻璃粉体配合料。
7.根据权利要求3所述的硅酸盐复合材料用生产设备，其特征在于：所述消泡装置为压电陶瓷振子空化发生器。
8.一种利用权利要求1-8所述硅酸盐复合材料用生产设备制备纤维产品的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：1)激光束照射：开启电源，大功率激光器发生器产生能量适中的激光束，照射在炉体底部覆盖在熔池上的硅酸盐复合材料上；2)熔融：硅酸盐复合材料受到激光束高温照射加热熔融，形成熔融液；3)澄清均化：熔融液流入澄清池中静置，使熔融液的化学组成逐渐趋向一致；4)制备：澄清后的均质熔融液流入纤维成型制备装置以制取纤维产品。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant |