[發明專利]凝膠注模成型米級碳化硅陶瓷素坯無阻力干燥裝置及方法

有效

• 申請號: 201711019648.3
• 申請日: 2017-10-27
• 公開（公告）號: CN107932706B
• 公開（公告）日: 2018-12-04
• 發明（設計）人: 張舸;董斌超;張學軍;崔聰聰;曹琪;包建勛
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: B28B11/24
• 分類號: B28B11/24;C04B35/565;F26B25/08
• 代理公司: 長春眾邦菁華知識產權代理有限公司 22214
• 代理人: 王丹陽

本發明公開一種凝膠注模成型米級碳化硅陶瓷素坯無阻力干燥方法及裝置，方法包括：提供干燥工裝，包括面板、外框和背部支撐板；將干燥工裝與碳化硅陶瓷素坯進行裝配，兩者之間用硅膠填充；利用干燥工裝將碳化硅陶瓷素坯干燥過程中放置于底面的部分翻轉置于上方，拆除背部支撐板，取下碳化硅陶瓷素坯與背部支撐板之間的硅膠；重新安裝背部支撐板，將萬向球固定至背部支撐板上，調節高度使其與碳化硅陶瓷素坯接觸，并施加預緊力；利用干燥工裝將碳化硅陶瓷素坯干燥過程放置于底面的部分翻轉置于下方，讓所有萬向球均勻承受碳化硅陶瓷素坯重力；拆除面板；將外框、背部支撐板和碳化硅陶瓷素坯吊入干燥液中，對碳化硅陶瓷素坯進行干燥。

技術領域

本發明屬于陶瓷干燥技術領域，具體涉及米級以上復雜形狀碳化硅陶瓷濕坯的無阻力干燥裝置及方法。

背景技術

凝膠注模成型(gelcasting)工藝是目前世界上最先進的精細陶瓷成型技術，采用該方法能夠實現大尺寸復雜形狀陶瓷素坯制備。但采用該技術獲得的陶瓷濕坯含水量較多(≥30％)，均勻緩慢的排水過程難度較大，雖然凝膠注模成型陶瓷濕坯的干燥過程收縮較小(＜1％)，但是對于米級以上復雜形狀陶瓷濕坯而言，其尺寸變化也達到了厘米量級。同時由于大口徑陶瓷素坯自重較大，增加了濕坯與支撐組件之間的摩擦力，限制了干燥過程濕坯的自由收縮，因此濕坯干燥一直是gelcasting方法制備大尺寸復雜形狀陶瓷素坯的技術瓶頸。本發明提出一種碳化硅陶瓷素坯的無阻力干燥裝置及方法，結合發明的凝膠注模成型大尺寸復雜形狀碳化硅陶瓷素坯的干燥工藝，解決了口徑3米級以上量級碳化硅陶瓷素坯的無裂紋干燥問題。

發明內容

本發明旨在克服現有技術的缺陷，提供一種凝膠注模成型米級碳化硅陶瓷素坯無阻力干燥方法及裝置。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：提供一種凝膠注模成型米級碳化硅陶瓷素坯無阻力干燥方法，包括如下步驟：

步驟1、根據碳化硅陶瓷素坯外形尺寸和背部輕量化結構設計干燥工裝，包括面板、外框和背部支撐板；

步驟2、將干燥工裝與碳化硅陶瓷素坯進行裝配，兩者之間用硅膠填充；

步驟3、利用干燥工裝將碳化硅陶瓷素坯干燥過程中放置于底面的部分翻轉置于上方，拆除背部支撐板，取下碳化硅陶瓷素坯與背部支撐板之間的硅膠；

步驟4、重新安裝背部支撐板，將萬向球固定至背部支撐板上，調節高度使其與碳化硅陶瓷素坯接觸，并施加預緊力；

步驟5、利用干燥工裝將碳化硅陶瓷素坯干燥過程放置于底面的部分翻轉置于下方，讓所有萬向球均勻承受碳化硅陶瓷素坯重力；

步驟6、拆除面板；

步驟7、將外框、背部支撐板和碳化硅陶瓷素坯吊入干燥液中，對碳化硅陶瓷素坯進行干燥。

所述碳化硅陶瓷素坯是φ3m碳化硅陶瓷素坯。

步驟4中，將萬向球固定于背部支撐板上時，萬向球的位置和數量是根據碳化硅陶瓷素坯的尺寸、背部結構和重量預先設計和制作。

步驟4中，用力矩扳手分別調節各萬向球對碳化硅陶瓷素坯背板的預緊力，使單點受力不大于2MPa。

完成干燥后對碳化硅陶瓷素坯進行X射線無損檢測，判斷無裂紋等缺陷即可獲得優質素坯。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：提供一種凝膠注模成型米級碳化硅陶瓷素坯無阻力干燥裝置，包括：

根據碳化硅陶瓷素坯外形尺寸和背部輕量化結構設計的干燥工裝，包括面板、外框和背部支撐板；

干燥工裝與碳化硅陶瓷素坯進行裝配，兩者之間用硅膠填充；