[發明專利]一體壓胚與燒結成型碳纖維/銅絲復合智能電熱陶瓷板的制備方法

在審

• 申請號: 201811385326.5
• 申請日: 2018-11-20
• 公開（公告）號: CN109516823A
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發明（設計）人: 彭雄義;鄧健;董雄偉
• 申請（專利權）人: 武漢紡織大學
• 主分類號: C04B35/80
• 分類號: C04B35/80;C04B35/76;C04B35/14;C04B35/82;C03C8/20;C04B41/86
• 代理公司: 武漢藍寶石專利代理事務所(特殊普通合伙) 42242
• 代理人: 廉海濤

1.一體壓胚與燒結成型碳纖維/銅絲復合智能電熱陶瓷板的制備方法，其特征在于，所述方法包含如下步驟：

(1)石棉隔熱基底層的制備：通過摻加隔熱材料和造孔劑工藝配置的隔熱基底層陶泥(粉)，然后平鋪于胚體模具底層，其厚度為胚體模具總厚度的0.4～0.6；

(2)發熱層的制備：將碳纖維和銅絲直接接觸，旋轉捻成一股絲束，將碳纖維/銅絲復合絲束直接鋪設在石棉隔熱基底層陶泥(粉)上，并用胚體粉料均勻覆蓋，其施料厚度為胚體模具總厚度的0.4～0.6，平整后壓胚；

(3)鋪設方式與結構設計：把碳纖維/銅絲復合絲束以方環形繞線方式盤繞在石棉隔熱基底層平面上；碳纖維/銅絲復合絲束電熱層中的溫度傳感器預留空腔及導線槽規格及設計，針孔狀溫度傳感器置于空腔內部，碳纖維/銅絲復合絲束電熱線的兩端預埋至電極端子孔位置，并由外接銅絲導線沿導線槽連接至智能數據控制裝置；

(4)壓胚與燒結成型：分層布料完成后，在模具中進行壓胚或定型，其中粉料胚體壓胚條件為壓強不低于30MPa，壓胚或定型完成后出模得半成品，干燥后放入窯爐燒結得到成品，其燒結溫度為1000～1400℃，燒結時間為1～3h；

(5)表面層的制備：稱取適量陶瓷釉料的原料，將稱量好的陶瓷釉料原料放入到球磨機中進行球磨，球磨時間1～3h，然后加入占釉料總質量2～4％的葡萄糖，再次球磨1～3h，得到的釉漿施加在步驟(4)制備的陶瓷坯體上，經干燥后在1000～1400℃下燒結獲得陶瓷板，優選地，燒成制度為常溫～850℃，升溫時長為10min，850℃～1100℃，升溫時長為7min，1100℃保溫10min，最后冷卻15min，制得電熱陶瓷板。

2.根據權利要求1所述的一體壓胚與燒結成型碳纖維/銅絲復合智能電熱陶瓷板的制備方法，其特征在于：步驟(1)中所述微孔隔熱基底層陶泥(粉)料主要成分及含量為：50～70％的SiO₂，10～15％的TiO₂，15～20％的石棉纖維，10～15％的一水合草酸銨。

3.根據權利要求1所述的一體壓胚與燒結成型碳纖維/銅絲復合智能電熱陶瓷板的制備方法，其特征在于：步驟(2)中所述發熱層的發熱元件為碳纖維/銅絲復合絲束。

4.根據權利要求1所述的一體壓胚與燒結成型碳纖維/銅絲復合智能電熱陶瓷板的制備方法，其特征在于：步驟(2)中所述碳纖維/銅絲復合絲束發熱層陶泥(粉)料主要成分及含量為：45～55％的SiO₂，25～35％的Al₂O₃，10～15％的鈦酸鋇，1～2％的Fe₂O₃，2～5％的TiO₂，1～2％的CaO及1～2％的MgO。

5.根據權利要求1所述的一體壓胚與燒結成型碳纖維/銅絲復合智能電熱陶瓷板的制備方法，其特征在于：步驟(5)中所述陶瓷釉料其組成為：22～25％的鉀長石，3～5％的燒滑石，5～7％的方解石，9～11％的球土，20～22％的燒高嶺土，24～26％的熔塊，0.8～1.2％的燒氧化鋅，0.8～1.2％的燒氧化鋁，5～10％的鈦酸鋇。