[發明專利]一種注凝成型專用操作柜體

在審

• 申請號: 201811576643.5
• 申請日: 2018-12-23
• 公開（公告）號: CN111347523A
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 李紅寶;何鵬;李昊辰;王藝霏
• 申請（專利權）人: 西安電聯材料科技有限公司
• 主分類號: B28B1/087
• 分類號: B28B1/087;B28B1/26;B28B11/24
• 代理公司: 暫無信息
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本技術發明涉及使用一種注凝成型專用操作柜體，使注凝成型技術制造陶瓷及復合材料制品的生產及研究領域。公開其高頻縱波振動和微波加熱真空操作柜的設計思路及設計方式，一是通過高頻縱波振蕩器的振動激發工作平臺及模具內漿料，實現漿料注模過程中氣泡的迅速排除、提高漿料的堆積密度，減少坯件內部缺陷，提高坯件強度性能；二是利用微波產生的能量，同步快速實現模具及漿料的干燥速度，提高單體的聚合反應速度，減少固化時間，促進凝膠化速率。三是同時采用真空抽氣密封柜體，排除操作過程中產生的多余氣體，避免其對坯體質量的干擾；四是配微電腦及PLC、電氣控制集成裝置，實現自動化與精準化控制。

技術領域

本發明應用于注凝技術成型陶瓷及復合材料坯體時，應用一種具備高頻縱波振動及微波加熱促凝功能的真空密封操作柜。

背景技術

注凝成型成型技術是20世紀90年代初由美國橡樹嶺國家實驗室發明的一種全新陶瓷材料濕法成型技術，該技術將傳統的陶瓷注漿成型技術與高分子化學物理巧妙結合，設備簡單、可成型復雜形狀和成本低廉等優點，逐步應用于各種結構陶瓷、功能陶瓷及陶瓷基復合材料等的成型。

注凝成型的基本原理是在低粘度、高固相含量的粉體-溶劑懸浮體系中加入少量的有機單體，然后利用催化劑和引發劑，使懸浮體中的有機單體聚合交聯形成三維網狀結構，使液態漿料原位固化成型，從而得到具有粉體與高分子物質復合結構的坯體。

注凝成型時，坯體的注模和凝膠過程需要進行漿料中氣泡的消除，因為懸浮液中的氣泡會形成陶瓷坯體中的氣孔，阻礙陶瓷的致密化。陶瓷制品存在缺陷，導致產品質量下降。氣泡的消除常規采用真空攪拌脫氣和加入消泡劑方法，經真空處理后，漿料中氧氣的含量減少，阻聚作用減弱，增加了坯體的強度，但真空處理的時間往往較長，同時可能存在的在漿料進入模具過程中帶入氣泡混入，使得坯體內部組織結構不能達到預期效果。

同時漿料凝膠過程中的成膠溫度也對凝膠過程有較大影響，溫度較低時，引發劑分解速率低，不能形成足夠的初級自由基，凝膠時間較長，凝膠化速率也慢，溫度升高有利于提高單體的聚合反應速度，減少固化時間，但是溫度過高也會產生較大的坯體內應力和一定的溫度梯度，坯體變形和均勻性較差。

發明內容

本發明的目的是提供一種注凝成型專用操作柜體，通過該柜體操作達到注凝技術成型制品的致密性，從而提高制成品質量。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

1）采用高頻縱波振蕩器

高頻縱波振蕩器依靠可調節氣動振動源，產生高頻縱波振動，并通過滾道將此振動傳遞到平臺及模板上。頻率可在0-150kHz的區間內進行無級調節。

通過高頻縱波振蕩器的使用，工作平臺上的物料由于受到高頻縱波振動，氣泡迅速排出，在短時間內達到致密效果。

2)采用微波加熱裝置

通過輸入一定頻率交流電，促使通過核心部件--磁控管，在電源激勵下產生微波，提高漿料中單體的聚合反應速度，減少固化時間，促進凝膠化速率。

同時由于微波具備穿透性強，熱慣性小等特點，使得加熱速度快，均勻，節能高效，制品的凝結速度大為提高。

3）采用真空密封柜體

安裝真空抽氣裝置，在柜體進行開啟操作時，進行真空處理，實現真空情況下的操作。

通過真空裝置的實施，可使漿料中的氣體迅速有效排除，減少坯體中的氣孔，提高制品的致密性。

4）采用微電腦、PLC集成控制

微電腦、PLC集成控制的使用，使得漿料注入過程及其后限定時間的高頻縱波振動、微波加熱得到控制，滿足最佳成型所需條件，使漿料聚合凝膠速率達到最佳，節省凝聚時間。