[發明專利]復合陶瓷基高溫過濾膜片的制備方法

在審

• 申請號: 201710454767.5
• 申請日: 2017-06-15
• 公開（公告）號: CN107522496A
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發明（設計）人: 馮濤;齊薈仟;孫宇
• 申請（專利權）人: 上海極率科技有限公司
• 主分類號: C04B35/597
• 分類號: C04B35/597;C04B35/624;C04B38/06;C04B38/10;B01D39/20
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發明涉及一種復合陶瓷基高溫過濾膜片的制備方法，屬于過濾材料技術領域。

背景技術

應用于冶金、鑄造行業金屬熔融物過濾的多孔陶瓷過濾片是一種使用特殊工藝制作的，具有多孔結構的陶瓷制品。其具有化學性能穩定、強度高、耐高溫、抗熱震性好、比表面積大等諸多優點，被廣泛用于冶金、鑄造、環保等領域。對于材料的具體要求有：

1、具有較大的金屬流率，且流率穩定。

2、較高的高溫工作強度，良好的抗熱震性以及抗金屬液流沖擊能力。

目前應用的材料主要有莫來石、氧化鈰穩定氧化鋯、SiC、BN等材料，盡管這些材料制備的多孔陶瓷過濾片的抗熱震性能可以滿足要求，但是都還存在著各種各樣的缺陷，比如氧化鈰穩定氧化鋯的多孔陶瓷過濾片強度較低。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種復合基高溫陶瓷過濾膜片的制備方法。所述的復合基高溫陶瓷過濾膜片具有較大的金屬流率，且流率穩定。且較高的高溫工作強度，良好的抗熱震性以及抗金屬液流沖刷能力。

本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明提供了一種復合陶瓷基高溫過濾膜片的制備方法，其包括如下步驟：

將主晶相材料與次晶相材料在去離子水中進行球磨后，制備成能生成氣孔的漿料；

通過凝膠-注模成型方法將所述漿料制成坯料；

將所述坯料經過氣壓燒結，得到所述復合陶瓷基高溫過濾膜片；

其中，所述主晶相材料為硅鋁氧氮聚合材料，所述次晶相材料為碳化硅、二氧化鋯和氮化硼的混合物。

作為優選方案，所述硅鋁氧氮聚合材料為O-SiAlON。

作為優選方案，所述主晶相材料與次晶相材料的重量比為(80～99)：(1～20)。

作為優選方案，所述球磨過程中，控制主晶相材料與次晶相材料的總重量與去離子水的重量比為1:(0.5～2)。

作為優選方案，所述漿料中包含有造孔劑和/或起泡劑。

作為優選方案，所述造孔劑選自聚苯乙烯塑料顆粒、石墨中的至少一種。

作為優選方案，所述起泡劑選自松香、羥基化合物類、醚類、醚醇類、吡啶類和酮類中的至少一種。

作為優選方案，所述凝膠-注模成型方法的加熱溫度為40～60℃。

作為優選方案，所述常壓燒結中，燒結助劑為氟化鋰、氟化鈉中的至少一種；燒結溫度為1300～1800℃。

本發明采用SiAlON(又稱Sialon)為主晶相制備的復合陶瓷基高溫過濾片是一種新型的泡沫狀多孔陶瓷材料，可以有效地避免強度低等缺陷，更好地滿足工況要求。

Sialon是由Si、Al、O、N四種元素的合成，作為一種陶瓷材料，它實際上是Si₃N₄中Si、N原子被Al和O原子置換所形成的一大類固溶體的總稱。

Sialon陶瓷的主要類別有β-sialon、α-sialon、O-sialon三種，尤以前兩種最為常見。

其中O-sialon是Si₂N₂O與Al₂O₃形成的固溶體，它的化學式可表示為Si₂-ZAlZO_1+ZN_2-Z。O-sialon材料有很好的抗氧化性能與抗熔融有色金屬浸蝕的能力。

以O-SiAlON為主晶相的復合材料，如O-SiAlON復合SiC、ZrO₂、BN等材料綜合了各相材料的優點，尤其在高溫條件下其特點更為突出。同時這種復合陶瓷基材料的耐高溫、抗氧化、強度高、硬度大、抗熱震性和高溫抗浸蝕等性能優良因而使用壽命長。

本發明采用O-SiAlON作為主晶相，通過復合SiC、ZrO₂、BN等材料，采用添加造孔劑、無壓燒結的方法，制備泡沫狀復合基高溫陶瓷過濾膜片，實現了金屬熔體的過濾。

與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果：

1、采用SiAlON為主晶相的復合基高溫陶瓷過濾膜片和目前的其他陶瓷材料過濾片相比，具有更好的化學穩定性能、強度高、耐高溫、抗熱震性好、等諸多優點，可以廣泛用于冶金、鑄造、環保等領域；

2、本發明方法工藝簡單、環保，適于大規模工業化生產。

具體實施方式