[發(fā)明專利]冷凍澆注法制備多孔陶瓷工藝中可實(shí)現(xiàn)均勻和定向冷凍的模具

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810338506.1
• 申請(qǐng)日: 2018-04-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108437154A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張軍戰(zhàn);王寧;張穎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安建筑科技大學(xué)
• 主分類號(hào): B28B1/00
• 分類號(hào): B28B1/00;B28B21/82
• 代理公司: 西安智大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 段俊濤

本發(fā)明提供了一種冷凍澆注法制備多孔陶瓷過(guò)程中可實(shí)現(xiàn)均勻冷凍和定向冷凍的模具，包括頂部柱狀體、中間管狀體、底部柱狀體以及由熱電偶和顯示器組成的測(cè)溫裝置。頂部和底部柱狀體設(shè)計(jì)有與中間管狀體相配合的通孔，中間管狀體相應(yīng)部分打孔攻絲，三者之間放置墊片，通過(guò)螺栓緊密連接；在頂部柱狀體下側(cè)及底部柱狀體上側(cè)引入熱電偶，通過(guò)補(bǔ)償導(dǎo)線連接的顯示器可以顯示冷凍過(guò)程中溫度隨時(shí)間的實(shí)時(shí)變化。通過(guò)改變柱狀體及管狀體的材質(zhì)，可以實(shí)現(xiàn)均勻冷凍和定向冷凍以及不同的冷凍速率。本發(fā)明提供的一種冷凍澆注法制備多孔陶瓷過(guò)程中可實(shí)現(xiàn)定向冷凍的模具設(shè)計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)巧妙、使用靈活、定向效果好等特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于多孔陶瓷制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種冷凍澆注法制備多孔陶瓷工藝中可實(shí)現(xiàn)均勻和定向冷凍的模具。

背景技術(shù)

近年來(lái)，利用簡(jiǎn)單的物理升華原理制備多孔陶瓷的冷凍澆注工藝由于其環(huán)境友好、材料適用性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)高效等特點(diǎn)引起了各國(guó)學(xué)者的廣泛關(guān)注。作為制備特殊組成和結(jié)構(gòu)的多孔陶瓷的方法，冷凍澆注工藝可以有效避免傳統(tǒng)制備方法的工藝過(guò)程復(fù)雜、孔隙率難以控制、孔結(jié)構(gòu)過(guò)度依賴模板等缺點(diǎn)，市場(chǎng)潛力巨大，應(yīng)用前景廣闊。雖然冷凍澆注具有以上所述的優(yōu)點(diǎn)，但也存在一些問(wèn)題，比如氣孔的取向難控制、冷凍裝置復(fù)雜等。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種冷凍澆注法制備多孔陶瓷工藝中可實(shí)現(xiàn)均勻和定向冷凍的模具，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，成本低廉等特點(diǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種冷凍澆注法制備多孔陶瓷工藝中可實(shí)現(xiàn)均勻和定向冷凍的模具，其特征在于，包括頂部柱狀體、中間管狀體、底部柱狀體以及由熱電偶和顯示器組成的測(cè)溫裝置，其中：

所述頂部柱狀體、中間管狀體和底部柱狀體的外徑相同，頂部柱狀體的底端與中間管狀體的頂端之間、中間管狀體的底端與底部柱狀體的頂端之間，均通過(guò)螺栓緊密連接；

所述頂部柱狀體的底端端面和底部柱狀體的頂端端面均引入熱電偶，所述熱電偶通過(guò)補(bǔ)償導(dǎo)線連接顯示器；

所述頂部柱狀體、中間管狀體、底部柱狀體均有多個(gè)，尺寸規(guī)格相同，材質(zhì)不同，通過(guò)不同材質(zhì)搭配，實(shí)現(xiàn)均勻冷凍和定向冷凍以及不同的冷凍速率，使料漿處于均勻或定向的溫度場(chǎng)中，從而最終實(shí)現(xiàn)孔結(jié)構(gòu)可控。

所述頂部柱狀體和底部柱狀體設(shè)計(jì)有與中間管狀體相配合的通孔，中間管狀體相應(yīng)部分打孔攻絲，通過(guò)通過(guò)螺栓實(shí)現(xiàn)連接。

所述頂部柱狀體的底端與中間管狀體的頂端之間、中間管狀體的底端與底部柱狀體的頂端之間，均放置有墊片，所述墊片為硅膠材質(zhì)，厚度為2mm。

所述中間管狀體尺寸為外徑50mm，內(nèi)徑30mm，高50mm；頂部柱狀體和底部柱狀體尺寸均為Φ50mm×10mm。

所述熱電偶為T(mén)型銅-康銅熱電偶。

所述螺栓為長(zhǎng)12mm的M5螺栓。

所述中間管狀體材質(zhì)為鋁或尼龍，所述頂部柱狀體和底部柱狀體材質(zhì)為紫銅、鋁或尼龍，所述模具均可應(yīng)用于多種冷凍條件下以實(shí)現(xiàn)不同的冷凍溫度，例如：冷凍溫度分別為-25℃、-65℃和-196℃的冰箱、冷凍干燥機(jī)和液氮。

所述頂部柱狀體、中間管狀體、底部柱狀體采用同種材質(zhì)搭配，實(shí)現(xiàn)不同速率的均勻冷凍；

所述中間管狀體與頂部柱狀體和底部柱狀體采用不同材質(zhì)搭配，實(shí)現(xiàn)不同速率的單面定向冷凍，其中頂部柱狀體和底部柱狀體的材質(zhì)不同；

所述中間管狀體與頂部柱狀體和底部柱狀體采用不同材質(zhì)搭配，實(shí)現(xiàn)不同速率的雙面定向冷凍，其中頂部柱狀體和底部柱狀體的材質(zhì)保持一致。

所述測(cè)溫裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)冷凍過(guò)程中料漿溫度隨時(shí)間的變化以及計(jì)算定向冷凍過(guò)程中料漿上下面的溫度梯度，從而獲得冷凍速率等信息。