[發明專利]一種高溫陶瓷材料點陣夾芯板的一體化凝膠注模制備方法

有效

• 申請號: 201410082117.9
• 申請日: 2014-03-07
• 公開（公告）號: CN103934880A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 何汝杰;方岱寧;韋凱;裴永茂;張如炳;程相孟
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: B28B1/14
• 分類號: B28B1/14;B28B7/00
• 代理公司: 北京萬象新悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11360
• 代理人: 朱紅濤

技術領域

本發明涉及一種高溫陶瓷材料點陣夾芯板的一體化凝膠注模制備方法。

背景技術

現有的金屬材料點陣夾芯結構與纖維增強復合材料點陣夾芯結構，在高溫下容易氧化失效，限制了點陣夾芯結構在高溫環境下的使用，因此需要研發能夠適用于高溫環境的新型高溫陶瓷材料點陣夾芯結構。另外一方面，傳統點陣夾芯結構的制備方法主要包括沖壓成型法，網系疊層點焊法，熔模鑄造法，網架穿插法，熱壓模法等，都不適用于新型高溫陶瓷材料點陣夾芯結構的制備，因此亟需研發高溫陶瓷材料點陣夾芯結構的一體化制備方法。

發明內容

本發明的目的是為了解決點陣夾芯結構的耐高溫性與制備技術的問題，進而提供一種高溫陶瓷材料點陣夾芯板的一體化凝膠注模制備方法。

本發明為解決上述技術問題采取的技術方案是：

本發明首先提供一種制備高溫陶瓷材料點陣夾芯板的一體化凝膠注模的裝置（參見圖1-圖3），所述裝置為一組合模具，其特征是，

所述組合模具由底座、一對外邊框、一對半立柱以及多個立柱組成；

每個外邊框為半個回字形，一對外邊框組成了回字形；

所述立柱的截面形狀呈梯形，沿截面垂直方向拉伸得到立柱；

所述半立柱由垂直于立柱的截面梯形的上下底邊均勻剖分得到；

所述底座由多個凹槽組成：最外層是回字形的凹槽，這對凹槽稱為外邊框槽，用以插入外邊框；在底座兩端緊鄰外邊框槽的是兩個半立柱槽；位于底座中間位置的多個立柱槽。

所述的制備高溫陶瓷材料點陣夾芯板的一體化凝膠注模的裝置，其特征是，所述組合模具的底座、外邊框、立柱與半立柱材料為304號不銹鋼；組合模具緊配合連接；組合模具尺寸按所制備的高溫陶瓷材料點陣夾芯板尺寸設計加工。

所述的制備高溫陶瓷材料點陣夾芯板的一體化凝膠注模的裝置，其特征是，所述組合模具可拆卸和組裝，其組裝方法為：先將各個立柱插入底座中間位置的立柱槽中，再將兩個半立柱插入底座兩端的半立柱槽中，最后將兩個外邊框插入最外層的外邊框槽中，在外邊框兩端的螺紋孔中用螺絲固定。

本發明同時提供一種高溫陶瓷材料點陣夾芯板的一體化凝膠注模制備方法，其特征是，包括以下步驟：

步驟一：制備組合模具，所述組合模具由底座（1）、一對外邊框（2）、一對半立柱（4）以及多個立柱（3）組成；每個外邊框（2）為半個回字形，一對外邊框（2）組成了回字形；所述立柱（3）的截面形狀呈梯形，沿截面垂直方向拉伸得到立柱；所述半立柱（4）由垂直于立柱（3）的截面梯形的上下底邊均勻剖分得到；所述底座（1）由多個凹槽組成：最外層是回字形的凹槽，這對凹槽稱為外邊框槽（101），用以插入外邊框（2）；在底座（1）兩端緊鄰外邊框槽（101）的是兩個半立柱槽（102）；位于底座（1）中間位置的多個立柱槽（103）；

步驟二：組合模具處理：用丙酮溶液清洗組合模具的表面，然后用脫模劑涂敷組合模具表面；

步驟三：組裝組合模具：先將各個立柱（3）插入底座（1）中間位置的立柱槽（103）中，再將兩個半立柱（4）插入底座（1）兩端的半立柱槽（102）中，最后將兩個外邊框（2）插入最外層的外邊框槽（101）中，在外邊框（2）兩端的螺紋孔（5）中用螺絲固定，得到以波紋板為芯層構型的夾芯板間隙槽的組合模具；

步驟四：陶瓷漿料制備：選取ZrO₂陶瓷粉體為原料，按照一定體積固含量與水配制成陶瓷初始漿料，加入陶瓷漿料分散劑與陶瓷增潤劑，調整漿料pH值后，經球磨獲得陶瓷漿料；

步驟五：凝膠注模一體化制備高溫陶瓷材料點陣夾芯板：將步驟四獲得陶瓷漿料，加入單體、交聯劑、引發劑與催化劑后，真空除泡處理，注入步驟三中組裝完畢的組合模具中，經一定時間后固化成型；

步驟六：脫模：首先將組合模具的底座與其他部分分離，將外邊框的螺絲擰出，將立柱與半立柱從組合模具中拔出，最后將外邊框分離，獲得波紋板構型的高溫陶瓷點陣夾芯板生坯；

步驟七：干燥：將步驟六中獲得的高溫陶瓷點陣夾芯板生坯置于冷凍干燥機中冷凍干燥，獲得具有一定生坯強度的陶瓷點陣夾芯板；

步驟八：燒結：將步驟七中干燥后獲得的高溫陶瓷點陣夾芯板于馬弗爐內無壓燒結，燒結完成后隨爐冷卻至室溫，即可獲得高溫陶瓷點陣夾芯板。

優選的：