[發(fā)明專利]氮化硅晶須增強(qiáng)的剛玉多孔陶瓷過濾器及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110025202.1
• 申請日: 2021-01-08
• 公開（公告）號: CN112759418B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄢文;劉瑩;支瑾娜;陳茜琳;梁雄;李亞偉
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢科技大學(xué)
• 主分類號: C04B38/08
• 分類號: C04B38/08;C04B35/66;C04B35/10;C22B9/02
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

本發(fā)明涉及一種氮化硅晶須增強(qiáng)的剛玉多孔陶瓷過濾器及其制備方法。其技術(shù)方案是：將改性多孔剛玉陶瓷細(xì)粉、單質(zhì)硅粉和α?Al₂O₃微粉混合，外加羧甲基纖維素鈉、減水劑、消泡劑、鋁溶膠和去離子水，攪拌，得到具有觸變性的陶瓷漿體(簡稱陶瓷漿體)；將預(yù)處理聚氨酯泡沫模板浸入陶瓷漿體中，去除多余漿體，養(yǎng)護(hù)，干燥，高溫爐內(nèi)于1200～1300℃預(yù)燒，得到氮化硅晶須增強(qiáng)的剛玉多孔陶瓷過濾器預(yù)燒體；然后浸漬于陶瓷漿體中，真空保壓，離心處理，自然干燥和升溫干燥，高溫爐內(nèi)于1350～1450℃燒成，制得氮化硅晶須增強(qiáng)的剛玉多孔陶瓷過濾器。本發(fā)明所制制品強(qiáng)度高、熱震穩(wěn)定性好、凈化能力強(qiáng)和過濾效果高，適用于鋁及其合金熔體和高品質(zhì)鋼液的凈化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于剛玉多孔陶瓷過濾器技術(shù)領(lǐng)域。尤其涉及一種氮化硅晶須增強(qiáng)的剛玉多孔陶瓷過濾器及其制備方法。

背景技術(shù)

熔融金屬中非金屬夾雜不僅會影響金屬制品外觀，而且嚴(yán)重危害其使用性能和壽命，是制約金屬質(zhì)量提升的重要原因之一。在熔融金屬澆鑄最終環(huán)節(jié)采用陶瓷過濾器去除非金屬夾雜，是提高金屬純凈度和提升金屬質(zhì)量的重要途徑。

剛玉多孔陶瓷過濾器是熔融金屬凈化過濾器的主要品種之一。關(guān)于剛玉多孔陶瓷過濾器的研究已有進(jìn)展。例如“氧化鋁質(zhì)多孔泡沫陶瓷過濾器的制備方法”(CN201210500465.6)專利技術(shù)，以氧化鋁微粉、鋁礬土、滑石粉和膨潤土為原料，采用有機(jī)泡沫浸漬法制得氧化鋁質(zhì)多孔泡沫陶瓷過濾器，該技術(shù)采用原料均為致密粉體，使制品骨架表面結(jié)構(gòu)較為致密，限制了過濾器骨架對非金屬夾雜物的吸附能力；另外，鋁礬土、滑石粉和膨潤土一般含有一定的雜質(zhì)，高溫下產(chǎn)生液相會影響過濾器的強(qiáng)度。

文獻(xiàn)技術(shù)(于景媛，李強(qiáng).離心法制備氧化鋁-氧化鋯泡沫陶瓷過濾器.鑄造，2007，56(5)：477-481)以α-Al₂O₃和ZrO₂為主要原料，采用在發(fā)泡聚苯乙烯模板內(nèi)離心成型的方法，制得Al₂O₃-ZrO₂泡沫過濾器，該技術(shù)采用的α-Al₂O₃和ZrO₂為致密粉體，使制品骨架表面較為致密，導(dǎo)致過濾器對夾雜物的吸附能力弱；同時(shí)，采用的聚苯乙烯小球直徑為1.4mm，使過濾器平均孔徑為1.2mm，限制了過濾效率；骨架平均厚度僅為0.42mm，強(qiáng)度有待提高。

另一文獻(xiàn)技術(shù)(黎陽，宮營芳.聚氨酯模板法低溫制備氧化鋁泡沫陶瓷過濾器.鑄造技術(shù)，2014，35(6)：1276-1278)以電熔氧化鋁粉末和磷酸二氫鋁為主要原料，采用有機(jī)泡沫浸漬法制得氧化鋁陶瓷過濾器，該技術(shù)以致密電熔氧化鋁為原料，使得制品骨架表面結(jié)構(gòu)較為致密，限制了對小尺寸夾雜物的吸附能力；采用的聚氨酯海綿孔徑僅為0.3～0.8mm，使得制品孔徑太小，也限制了過濾效率；同時(shí)，以純氧化鋁為基體，盡管耐火度高，但熱震穩(wěn)定性較差。

綜上所述，現(xiàn)有剛玉多孔陶瓷過濾器仍存在一些技術(shù)缺陷：(1)過濾器骨架表面相對致密，限制了對非金屬夾雜物的吸附能力和凈化效果；(2)過濾器骨架強(qiáng)度和熱震穩(wěn)定性有待提高；(3)過濾效率有待提高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，目的是提供一種氮化硅晶須增強(qiáng)的剛玉多孔陶瓷過濾器的制備方法，用該方法制備的氮化硅晶須增強(qiáng)的剛玉多孔陶瓷過濾器強(qiáng)度高、熱震穩(wěn)定性好、凈化能力強(qiáng)和過濾效率高，適用于鋁及其合金熔體和高品質(zhì)鋼液的凈化系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案的步驟是：

步驟1、改性多孔剛玉陶瓷細(xì)粉的制備

步驟1.1、將氫氧化鋁細(xì)粉以2～3℃/min的速率升溫至320～460℃，保溫1～3h，冷卻，即得高孔隙率的氧化鋁細(xì)粉。

步驟1.2、以96～99wt％的所述高孔隙率的氧化鋁細(xì)粉和1～4wt％的輕燒菱鎂礦微粉置于攪拌機(jī)中，攪拌1～3h，即得混合料Ⅰ。