[發明專利]高溫爐用炭/炭隔熱底板的制備方法

有效

• 申請號: 200810018027.8
• 申請日: 2008-04-23
• 公開（公告）號: CN101269981A
• 公開（公告）日: 2008-09-24
• 發明（設計）人: 謝喬;肖志超;李永軍;侯衛權;蘇君明;彭志剛;孟凡才;姚西明;張濤
• 申請（專利權）人: 西安超碼科技有限公司
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66;C04B35/83;C10B53/08
• 代理公司: 西安創知專利事務所
• 代理人: 李子安

技術領域

本發明涉及一種高溫爐用炭/炭隔熱底板的制備方法，屬于高溫爐用保溫、隔熱材料技術領域。

背景技術

傳統的高溫爐一般采用石墨隔熱底板，高溫爐的爐溫一般在1000℃以上。在生產大直徑的隔熱底板時，傳統石墨隔熱底板成型困難，價格較高；石墨產品結構不太穩定，強度低，導熱系數偏高，傳統石墨產品易與高溫爐內環境發生反應，使用壽命短，更換率高，從而降低了設備的利用率，增加了維修成本。

炭/炭復合材料具有質量輕、耐燒蝕性好、抗熱沖擊性好、導熱系數低、損傷容限高、高溫強度高等突出特點，用作高溫爐用炭/炭隔熱底板，與傳統石墨產品比較，具有突出優點。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，而提供一種工藝簡單、致密度適當、材料使用性能優異的高溫爐用炭/炭隔熱底板的制備方法，以制備結構穩定，導熱系數低的高溫爐用炭/炭隔熱底板，提高產品的使用壽命，減少產品更換率。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：一種高溫爐用炭/炭隔熱底板的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)采用炭纖維平紋布或斜紋布與薄炭纖維網胎交替鋪層，軸向針刺增強纖維制成全炭纖維三向結構預制體，其密度為0.20-0.40g/cm³；

(2)糠酮樹脂或酚醛樹脂浸漬-炭化致密：在-0.086～-0.098MPa的壓力下，將步驟(1)中的全炭纖維三向結構預制體在浸漬罐中浸漬1.5-2.5小時，出罐后轉入炭化爐進行炭化處理，制得炭/炭制品；

(3)當步驟(2)中的炭/炭制品密度＜0.50g/cm³時，重復步驟(2)；當步驟(2)中的炭/炭制品密度≥0.50g/cm³時，致密工藝結束；

(4)高溫純化處理：將步驟(3)中致密后的炭/炭制品放入純化爐中，通入氯氣或氟利昂反應氣體，在高溫1800～2600℃條件下對所述炭/炭制品進行高溫純化處理；

(5)對步驟(4)中高溫純化后的炭/炭制品進行機械加工，即制得高溫爐用炭/炭隔熱底板。

步驟(1)中所述炭纖維平紋或斜紋布為3K-24K炭纖維平紋或斜紋布，其中K代表絲束千根數。

步驟(1)中所述針刺密度為25～40針/cm²。

步驟(2)中所述炭化溫度為800-1100℃。

步驟(5)中所述高溫爐用炭/炭隔熱底板的直徑為500～1500mm，厚度為20～200mm。

本發明與現有技術相比具有以下優點：

(1)采用3K-24K炭纖維和網胎交替鋪層，軸向(即鋪層的厚度方向)針刺三向結構預制體，可增強隔熱底板的強度和承受高溫爐內環境的反復高溫熱震考驗；

(2)采用糠酮樹脂真空浸漬、炭化工藝，致密程度適當，可有效的降低高溫爐用炭/炭隔熱底板的導熱系數、工藝一致性好，可實施性強，成本低；

(3)用該工藝技術制得的高溫用炭/炭隔熱底板具有重量輕，體積小，厚度薄，使用壽命提高2-3倍，減少更換部件的次數，從而提高設備的利用率，減少維修成本；

(4)現有設備具有固定的工作容積，而由于炭/炭復合材料具有優異的性能，與傳統石墨產品相比，可以做得更薄，從而可以利用現有設備生產更多的產品，可節約大量新設備投資費用；

(5)在生產大直徑的產品時，傳統石墨產品成型困難，價格較高，而由于炭/炭復合材料具有優異的性能，生產大直徑的產品時可采用炭/炭復合材料；

(6)用該工藝技術制得的高溫爐用炭/炭隔熱底板純度高，用作高溫爐用炭/炭隔熱底板，與傳統石墨產品相比，可以避免污染產品，提高產品的純度和品質。

附圖說明

圖1為本發明制備的高溫爐用炭/炭隔熱底板的結構示意圖。

下面結合實施例對本發明做進一步說明。

具體實施方式

實施例1

(1)采用3K炭纖維平紋或斜紋布與薄炭纖維網胎交替鋪層，軸向(即鋪層的厚度方向)針刺成全炭纖維三向結構預制體，針刺密度為25針/cm²；全炭纖維結構預制體密度在0.20g/cm³；其中K代表絲束千根數。

(2)糠酮樹脂真空浸漬、炭化致密工藝：在-0.086MPa的壓力下，將步驟(1)中的全炭纖維三向結構預制體在浸漬罐中浸漬1.5小時出罐，轉入炭化爐900℃進行炭化處理，制得炭/炭制品。