[發(fā)明專利]一種碳化硅圓管材料及其制備方法

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• 申請日: 2017-12-12
• 公開（公告）號: CN107954720A
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發(fā)明（設計）人: 劉運群
• 申請（專利權）人: 湖南太子新材料科技有限公司
• 主分類號: C04B35/565
• 分類號: C04B35/565;C04B35/622;C04B35/632;C04B35/636
• 代理公司: 北京弘權知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙)11363
• 代理人: 逯長明,許偉群

技術領域

本發(fā)明涉及工程陶瓷技術領域，尤其涉及一種碳化硅圓管材料及其制備方法。

背景技術

碳化硅制品是以碳化硅(SiC)為原料的非氧化物陶瓷材料，其耐磨性和耐侵蝕性好，高溫強度大，熱導率高，熱膨脹系數(shù)小，熱震穩(wěn)定性好，應用領域非常廣闊。例如：在煉鋼煉鐵方面，它可以用于盛鋼桶內(nèi)襯、水口、塞頭、高爐爐底和爐腹、出鐵槽、轉爐和電爐出鋼口、加熱爐無水冷滑軌等方面；在有色金屬如鋅、銅、鋁、鈦、金屬硅等的冶煉中，大量用于電爐爐襯、蒸餾器、精餾塔托盤、電解槽側墻、熔融金屬管道、吸送泵和熔煉金屬坩堝等；在硅酸工藝中，它大量用作各種窯爐的棚板和隔焰材料；化學工藝中多用于油器發(fā)生器、有機廢料煅燒爐、石油汽化器和脫硫爐等方面；此外，在空間技術上，碳化硅制品可用作火箭噴管和高溫燃氣透平葉片等。因此，碳化硅制品已成為人們廣為利用的非氧化物陶瓷材料。

碳化硅制品根據(jù)形狀不同來劃分，一般分為圓管、板材、異型材等。現(xiàn)有的碳化硅圓管材料制成的碳化硅管具有硬度高、耐磨性好、耐高溫、耐腐蝕、抗熱抗震性好、導熱系數(shù)大以及抗氧化性好等優(yōu)越性能。碳化硅管主要用于中頻鍛造、各種熱處理電爐、冶金、化工、有色金屬冶煉等行業(yè)，長度可設計。因其具有很大的硬度、耐熱性、耐氧化性和耐腐蝕性，它已被確認為耐火材料、電熱元件、黑色有色金屬冶煉等用的原料，現(xiàn)在又被應用在機械工程中的結構件和化學工程中的密封件等。

但是，目前碳化硅圓管材料本身的特性使之很難在常壓下燒結致密，制得的碳化硅圓管密度和強度較低，常常無法滿足工業(yè)化應用的需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種碳化硅圓管材料及其制備方法，以解決現(xiàn)有技術中制備的碳化硅圓管強度和密度較低的問題。

第一方面，本發(fā)明提供了一種碳化硅圓管材料，所述碳化硅圓管材料由下述重量份的原料制成：

碳化硅粗料50-70份，碳化硅細料30-50份，纖維素1.5-3份，水溶液7-10份，甘油0.2-0.5份。

可選的，所述碳化硅圓管材料由下述重量份的原料制成：

碳化硅粗料55-65份，碳化硅細料35-45份，纖維素1.8-2.5份，水溶液8-9份，甘油0.3-0.4份。

可選的，所述碳化硅圓管材料由下述重量份的原料制成：

碳化硅粗料60份，碳化硅細料40份，纖維素2.25份，水溶液8.5份，甘油0.35份。

可選的，所述碳化硅粗料中SiC的質量分數(shù)大于等于96.5％，所述碳化硅粗料的粒度范圍為0.09-2.5mm。

可選的，所述碳化硅細料中SiC的質量分數(shù)大于等于97.5％，所述碳化硅細料的粒度范圍為0.03-0.07mm。

可選的，所述水溶液由沸騰的純凈水加入3％-5％重量的聚乙烯醇攪拌而成。

另一方面，本發(fā)明提供了一種碳化硅圓管材料的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：

S1：固體料混合，將碳化硅粗料、碳化硅細料、纖維素投入100升立式攪拌機；

S2：固體料攪拌，啟動所述100升立式攪拌機攪拌，攪拌時間為20-40分鐘，得到碳化硅圓管材料固體料；

S3：補加水溶液攪拌，向所述碳化硅圓管材料固體料加入水溶液，繼續(xù)攪拌至溫度達到30℃，攪拌時間為30分鐘-60分鐘，得到碳化硅圓管材料漿料；

S4：補加甘油攪拌，向所述碳化硅圓管材料漿料加入甘油，繼續(xù)攪拌5分鐘，得到碳化硅圓管材料，密封保存；

其中，所述碳化硅粗料50-70份，所述碳化硅細料30-50份，所述纖維素1.5-3份，所述水溶液7-10份，所述甘油0.2-0.5份；所述水溶液由沸騰的純凈水加入3％-5％重量的聚乙烯醇攪拌而成。

可選的，所述立式攪拌機的攪拌速度為80-100r/min。

由以上技術方案可知，本發(fā)明實施例示出一種碳化硅圓管材料及其制備方法；所述碳化硅圓管材料組成為：碳化硅粗料、碳化硅細料、纖維素、水溶液和甘油；其中，碳化硅粗料50-70份，碳化硅細料30-50份，纖維素1.5-3份，水溶液7-10份，甘油0.2-0.5份。采用本發(fā)明方法制備的碳化硅圓管材料，組成結構、制備工藝簡單，相比現(xiàn)有碳化硅圓管材料能夠節(jié)約成本。調(diào)節(jié)碳化硅粗料和碳化硅細料的配比，同時加入纖維素增加整個配方的粘結性，加入甘油提高潤滑力和潤濕力，都能夠促進碳化硅圓管材料性能的提升。最終通過合理的配比和組成，能夠解決碳化硅圓管材料制成的鋼管強度和密度較低的問題，提高碳化硅圓管材料的利用率。

附圖說明