[發(fā)明專利]一種基于新成型方法的陶瓷基復合材料的制備工藝

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911144606.1
• 申請日: 2019-11-20
• 公開（公告）號: CN110803918A
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發(fā)明（設計）人: 喬木;丁怡;張永財;王曉鷗;宇春玲;王風
• 申請（專利權）人: 遼寧省國家新型原材料基地建設工程中心
• 主分類號: C04B35/18
• 分類號: C04B35/18;C04B35/195;C04B35/80;C04B35/622;C04B38/00;D21F13/00
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 李娜;李馨

本發(fā)明涉及一種基于新成型方法的陶瓷基復合材料的制備工藝，屬于陶瓷基復合材料領域。將無機非金屬纖維紙按設定形狀成型后浸于陶瓷基高溫強化劑液體中完全浸透，使成型的無機非金屬纖維紙?zhí)幱诮腼柡蜖顟B(tài)，取出，得陶瓷基無機非金屬復合材料半成品；將上述半成品干燥后進行燒結，得陶瓷基復合材料產(chǎn)品，所述按設定形狀成型是指以無機非金屬纖維紙采用折紙法、剪紙法、卷紙法、合成紙板法或紙繩編織法按設定形狀進行成型。本發(fā)明利用無機非金屬纖維紙成型制作陶瓷的方法，顛覆了陶瓷成型的傳統(tǒng)理念，是一種新的陶瓷工藝方法的發(fā)現(xiàn)，實現(xiàn)了復雜薄壁陶瓷生產(chǎn)工藝簡單化、日常化。這種陶瓷工藝方法具有劃時代的意義，會對今后陶瓷生產(chǎn)產(chǎn)生深遠影響。

技術領域

本發(fā)明涉及一種基于新成型方法的陶瓷基復合材料的制備工藝，屬于陶瓷基復合材料領域。

背景技術

陶瓷生產(chǎn)成型工藝一般采用干壓成型、注漿成型、可塑成型、熱壓注成型、等靜壓成型和3D打印成型。這些方法中除3D打印成型以外都無法做出像紙一樣薄的形狀復雜的陶瓷半成品，而3D打印成型，設備昂貴，對基材要求嚴格，生產(chǎn)效率低、成本高，3D打印成型最大的問題是在燒成過程中，無法解決燒成變形的問題，無法生產(chǎn)出形狀不變、尺寸相對精準的薄壁復雜形的陶瓷制品。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種基于新成型方法的陶瓷基復合材料的制備工藝，按照本發(fā)明所述工藝方法，既能做出像紙一樣薄的形狀復雜并可隨意創(chuàng)作的各種不同顏色的折紙?zhí)沾苫ā⒓艏執(zhí)沾善途幙棾商沾苫ɑ@等藝術陶瓷產(chǎn)品，也能按照卷紙法卷出工業(yè)上所需的各種形狀的管狀陶瓷產(chǎn)品，也可以用合成紙板法疊加成一定厚度的陶瓷板并制成陶瓷箱和陶瓷盒。根據(jù)材質的不同，可制作出耐高溫等級在1100℃-1300℃之間，用于工業(yè)和軍工不同用途的陶瓷產(chǎn)品。還可以利用無機非金屬纖維紙纖維之間相互交織的特性，做出不同性能要求的多孔陶瓷產(chǎn)品，用于不同用途的工業(yè)過濾。

一種基于新成型方法的陶瓷基復合材料的制備工藝，將無機非金屬纖維紙按設定形狀成型后浸于陶瓷基高溫強化劑液體中完全浸透，使成型的無機非金屬纖維紙?zhí)幱诮腼柡蜖顟B(tài)，取出，得陶瓷基無機非金屬復合材料半成品；將上述半成品干燥后進行燒結，得陶瓷基復合材料產(chǎn)品。

所述無機非金屬纖維紙采用折紙法、剪紙法、卷紙法、合成紙板法或紙繩編織法按設定形狀進行成型。

通過上述折紙法、剪紙法、卷紙法、合成紙板法或紙繩編織法等成型方法制作出不同壁厚、不同復雜形狀的紙質半成品。

通過配方和工藝設計，保證產(chǎn)品在燒成的任何溫度下，都能保持適宜的強度而不坍塌和變形，是制作薄壁復雜形狀陶瓷產(chǎn)品的技術關鍵。

優(yōu)選地，所述無機非金屬纖維紙的厚度為0.3-1.0mm，進一步優(yōu)選為0.35-0.5mm。

優(yōu)選地，所述陶瓷基高溫強化劑液體由作為固體組分的無機材料粉體和水組成，固含量為45％-65％，所述陶瓷基高溫強化劑液體中的固體組分按質量百分比，由下述組分組成：

SiO₂：50-72％，Al₂O₃：5-20％，CaO：0-15％，MgO：0-5％，BaO：0-8％，B₂O₃：0-8％，ZrO₂：0-8％，ZnO：0-10％，K₂O：2-8％，Na₂O：0-4％，F(xiàn)e₂O₃：＜0.3％，陶瓷色料：0-5％。

優(yōu)選地，所述燒結條件為：將干燥的半成品在30-50分鐘內隨爐升溫至燒結溫度后燒結20-60分鐘，隨爐冷卻至室溫，燒結溫度1000-1300℃，得陶瓷基復合材料產(chǎn)品。