[發明專利]高溫抗折試驗機碳化硅陶瓷上壓頭及其制備方法和模具

在審

• 申請號: 201910859631.1
• 申請日: 2019-09-11
• 公開（公告）號: CN110587783A
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發明（設計）人: 張玉強;陳忠明;劉學建;桑志財;許成明;黃政仁
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: B28B3/00
• 分類號: B28B3/00;B28B11/24;B28B7/00;B28B7/36
• 代理公司: 31261 上海瀚橋專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 曹芳玲;鄭優麗

本發明提供了高溫抗折試驗機碳化硅陶瓷上壓頭及其制備方法和模具，具體涉及一種長棒狀陶瓷素坯等靜壓模具，包括：模具主體（1）；緊密貼合于所述模具主體（1）內表面的塑料薄膜內襯（6），所述塑料薄膜內襯為聚乙烯材質；用于密封所述模具主體（1）的上蓋板（3）；所述模具主體為圓柱桶狀，且周身均勻分布篩孔（2），下端有底。

技術領域

本發明涉及一種高溫抗折試驗機碳化硅陶瓷上壓頭及其制備方法和模具，屬于工程陶瓷材料技術領域。

背景技術

耐火材料是制造高溫工業窯爐內襯與高溫下使用的器件、部件等不可或缺的基礎材料，在投入使用前需要對一些重要指標進行檢測，其中抗折強度測試是一個非常重要的指標。原有耐火材料高溫抗折試驗機的上壓頭通常選擇重結晶碳化硅、氮化硅結合碳化硅等材料制成，但在高溫氧化環境中，重結晶碳化硅和氮化硅結合碳化硅的強度下降較快，使用壽命降低，日益不能滿足高強度耐火材料的高溫抗折強度測試要求。與重結晶碳化硅和氮化硅結合碳化硅材料相比，等靜壓法成型的常壓固相燒結碳化硅陶瓷在高溫氧化環境下具備更優異的力學性能。由于高溫抗折試驗機上壓頭為長棒狀，且常壓固相燒結碳化硅陶瓷燒結過程收縮較大，采用干壓-等靜壓方法制備則干壓模具尺寸較大，若采用橡膠或聚氨酯膠套直接等靜壓成型則會產生較大的加工余量。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供了一種長棒狀陶瓷素坯等靜壓模具。本發明的另一目的在于提供了一種高溫抗折試驗機碳化硅陶瓷上壓頭及其制備方法。

一方面，本發明提供了一種長棒狀陶瓷素坯等靜壓模具，包括：

模具主體；

緊密貼合于所述模具主體內表面的塑料薄膜內襯，所述塑料薄膜內襯為聚乙烯材質；

用于密封所述模具主體的上蓋板；

所述模具主體為圓柱桶狀，且周身均勻分布篩孔，下端有底。

較佳的，所述模具主體的上部邊緣設有法蘭；所述上蓋板為圓形板材并在所述模具主體的法蘭對應位置設螺栓孔；所述上蓋板與模具主體間通過螺栓固定。

較佳的，所述模具主體的材質為鋼材、鋁合金或工程塑料；優選地，所述模具主體的厚度為3～10mm，更優選為5～8mm。

較佳的，所述上蓋板的材質為鋼材、或鋁合金；優選地，所述上蓋板的厚度為5～10mm。

較佳的，所述塑料薄膜內襯的單層厚度為0.04～0.15mm，優選為0.08～0.15mm。

較佳的，所述模具主體的內徑為擬制備的陶瓷制品的1.8～2.2倍；所述模具主體的高度為擬制備的陶瓷制品的1.8～2.2倍。

較佳的，所述篩孔的孔徑為5～15mm，優選為8～12mm；所述篩孔的分布密度為模具主體外周身面積的2～8％，優選為3～5％。本發明中模具主體表面布孔面積僅為3-5％。打孔數量少，意味著加工費用的降低，以及成本上的優勢。

第二方面，本發明提供了一種高溫抗折試驗機碳化硅陶瓷上壓頭，所述高溫抗折試驗機碳化硅陶瓷上壓頭包含有碳化硅和碳兩相構成，所述碳化硅的含量≥98％。

較佳的，所述高溫抗折試驗機碳化硅陶瓷上壓頭的外徑Φ50～100mm，高度200～400mm，壓頭頂部圓角的直徑Φ4～20mm(優選為5-10mm)，尾部有臺階，頂部有對稱兩個夾角45°～90°的斜面。該頂部和尾部是陶瓷上壓頭的兩端。

第三方面，本發明提供了一種上述的高溫抗折試驗機用碳化硅陶瓷上壓頭的制備方法，包括：

(1)將碳化硅陶瓷噴霧造粒粉體裝入上述的長棒狀陶瓷素坯等靜壓模具中直接冷等靜壓成型，得到素坯；