[發明專利]一種陶瓷灌溉膜制備模具及梯度陶瓷灌溉膜制備工藝

有效

• 申請號: 201911100056.3
• 申請日: 2019-11-12
• 公開（公告）號: CN110978228B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 吳普特;周偉;張林;蔡耀輝;趙笑;任乃望;劉瑩;韓夢雪;姚春萍;付博陽;黃煜;寧莎莎;杜一超
• 申請（專利權）人: 西北農林科技大學
• 主分類號: B28B7/00
• 分類號: B28B7/00;B28B7/28;C04B35/14;C04B35/622;C04B35/636;A01G25/06
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 李婷;祁凡雨

1.一種梯度陶瓷灌溉膜制備工藝，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一，先制備漿料和前驅體粉末：

所述漿料采用包括羧甲基纖維素鈉、硅溶膠、滑石粉以及Si₃N₄粉末的原料制成；

所述前驅體粉末的制備包括：制備含SiO₂粉末、Si₃N₄粉末、滑石粉以及Al₂O₃粉末的混合粉末，分別在混合粉末中加入質量含量梯度變化的糊精，得到多組前驅體粉末；

步驟一中，在混合粉末中分別添加糊精，制得糊精含量分別為10wt％，15wt％，20wt％，25wt％，30wt％的混合粉末，將混合粉末置于真空球磨機中球磨24h后制得前驅體粉末；

步驟二，采用生坯固態成型工藝制備梯度陶瓷灌溉膜：

在不同前驅體粉末中分別加入同質量含量的硅溶膠，分別采用陶瓷灌溉膜制備模具靜壓制得多個陶瓷片生坯；

將所述陶瓷片生坯按照所含糊精質量含量進行梯度排列后將漿料注入內芯中固態成型，進行燒結即得到梯度陶瓷灌溉膜；

所述的陶瓷灌溉膜制備模具，包括外模，加壓棒和內芯；所述外模為包含底面的空心柱狀結構，加壓棒為柱狀結構并置于外模內，加壓棒中心和外模底面中心留孔供內芯豎向插入；

所述外模包括結構完全相同的第一模體和第二模體，所述第一模體或第二模體為外模垂直中分形成的結構，在第一模體或第二模體上沿垂直中分面處分別設置有內滑軌和外滑軌；

所述外滑軌包括凸出的外弧邊，所述外弧邊為多條不同直徑的等徑圓弧連接構成；所述內滑軌用于嵌入所述外滑軌使得第一模體和第二模體進行嵌套連接；

所述外模的外徑和內徑之差介于10mm-20mm，陶瓷灌溉膜制備模具的整體高度與外模的高度之差介于30mm-35mm，加壓棒的高度不小于陶瓷灌溉膜制備模具的整體高度與外模的高度之差；

所述的加壓棒中心和外模底面中心留孔包括：所述內芯的水平橫截面為十字交叉型結構，所述孔為內部中空的與內芯結構匹配的十字交叉型結構。

2.如權利要求1所述梯度陶瓷灌溉膜制備工藝，其特征在于，步驟一中，將羧甲基纖維素鈉、硅溶膠、滑石粉、去離子水、Si₃N₄粉末混合制成漿液，并向漿液中加入分散劑，利用球磨方法制備漿料。

3.如權利要求1所述梯度陶瓷灌溉膜制備工藝，其特征在于，步驟一中，將SiO₂粉末、Si₃N₄粉末、滑石粉、Al₂O₃粉末混合，利用真空球磨機球磨24h制得混合粉末；真空球磨機的自轉速度為240r/min，公轉速度為360r/min。

4.如權利要求3所述梯度陶瓷灌溉膜制備工藝，其特征在于，步驟一中，SiO₂粉末、Si₃N₄粉末、滑石粉、Al₂O₃粉末的質量混合比例為70-30:30-10：90-10:30-10。

5.如權利要求1所述梯度陶瓷灌溉膜制備工藝，其特征在于，步驟二中，分別取出部分前驅體粉末加入硅溶膠后，采用上述陶瓷灌溉膜制備模具，在12MPa的壓力下冷等靜壓成高度為3-4mm，直徑為40-45mm的陶瓷片生坯，陰干。

6.如權利要求1所述梯度陶瓷灌溉膜制備工藝，其特征在于，步驟二中，分別將陶瓷片生坯拋光打磨到厚度2.5-3mm，按照糊精質量含量從小到大的順序組裝后將漿料注入內芯待漿料凝結；步驟二中，燒結條件包括：1200-1300℃下燒結2h，升溫速率小于30℃/h。