[發(fā)明專(zhuān)利]具有二氧化硅保護(hù)膜的碳化硅顆粒捕捉器及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110268335.1
• 申請(qǐng)日: 2021-03-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113024273A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈琴娟
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 宜興王子制陶有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C04B38/06
• 分類(lèi)號(hào): C04B38/06;C04B35/63;C04B35/622;C04B35/565;F01N3/021;F01N3/08
• 代理公司: 南京蘇高專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 張超

本發(fā)明公開(kāi)了一種具有二氧化硅保護(hù)膜的碳化硅顆粒捕捉器，按重量份數(shù)包括70～80份的碳化硅粉末，10～20份的硅粉，5～10份的氧化硅粉末，37～55份的滑石粉，18～35份的氧化鋁，5～20份的高嶺土，5～10份濃度為5％～10％的硬脂酸、1～5份的甲基纖維素和1～5份的果殼粉。本發(fā)明還公開(kāi)了此種硅結(jié)合碳化硅顆粒捕捉器的制備方法。采用本發(fā)明的設(shè)計(jì)，能夠形成包裹了主體料的具有較高氣孔率的二氧化硅保護(hù)膜，使得在保持原有的過(guò)濾性能的前提下，提高產(chǎn)品的強(qiáng)度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種封孔料，特別是一種具有二氧化硅保護(hù)膜的碳化硅顆粒捕捉器的制備方法。

背景技術(shù)

汽車(chē)行業(yè)工業(yè)化的發(fā)展，帶來(lái)的尾氣污染也日益嚴(yán)重。隨著汽車(chē)尾氣排放的控制標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越嚴(yán)格，世界各國(guó)包括中對(duì)柴油車(chē)的尾氣排放也日益趨嚴(yán)。

現(xiàn)在的汽車(chē)尾氣過(guò)濾器，采用交叉封孔方式的陶瓷過(guò)濾器由于其性能優(yōu)越且成本較低，使用更加普遍，但是在實(shí)際封孔過(guò)程中，由于封孔料的成分配比仍存在問(wèn)題，流動(dòng)性差，刮板刮進(jìn)通孔過(guò)程中易產(chǎn)生堵塞，所以堵孔完成后會(huì)發(fā)現(xiàn)封孔的深度參差不齊，影響產(chǎn)品良率。

SiC材料因具有高溫強(qiáng)度大，抗氧化性好，，耐磨損，熱穩(wěn)定性好，熱膨脹系數(shù)小，熱導(dǎo)率大，硬度高等優(yōu)良特性而被廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域。SiC是一種共價(jià)鍵很強(qiáng)的材料，燒結(jié)時(shí)的擴(kuò)散速率相當(dāng)?shù)停瑫r(shí)其顆粒表面往往覆蓋一層相當(dāng)薄的氧化層，起擴(kuò)散勢(shì)壘的作用。沒(méi)有燒結(jié)添加劑，純碳化硅是很難燒結(jié)的。

現(xiàn)有的顆粒捕捉器存在的技術(shù)難點(diǎn)是，當(dāng)需要提高氣孔率時(shí)，不可避免的，在相同材質(zhì)下，就會(huì)降低其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性能，而提高穩(wěn)固性能后，氣孔率又會(huì)有所降低。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有的顆粒捕捉器無(wú)法兼顧氣孔率和強(qiáng)度的問(wèn)題。

技術(shù)方案：本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

一種具有二氧化硅保護(hù)膜的碳化硅顆粒捕捉器，按重量份數(shù)包括70～80份的碳化硅粉末，10～20份的硅粉，5～10份的氧化硅粉末，37～55份的滑石粉，18～35 份的氧化鋁，5～20份的高嶺土，5～10份濃度為5％～10％的硬脂酸、1～5份的甲基纖維素和1～5份的造孔劑。

進(jìn)一步地，所述造孔劑為果殼粉。

進(jìn)一步地，按照重量份數(shù)，碳化硅粉末的使用量不超過(guò)硅粉使用量的7倍。

進(jìn)一步地，碳化硅粉末粒徑為0～1mm，硅粉粒徑不超過(guò)325目，氧化硅粉末粒徑不超過(guò)450目。

一種具有二氧化硅保護(hù)膜的碳化硅顆粒捕捉器的制備方法，包括以下步驟：

1)將所有材料混合，并將主體塑造為所需的主體形態(tài)；

2)0～400℃區(qū)間，保持正常大氣壓，甲基纖維素和造孔劑揮發(fā)，形成氣孔；

3)400～1200℃區(qū)間，對(duì)產(chǎn)品空間通氬氣，保持大氣壓為0.02～0.04MPa，防止單質(zhì)硅氧化；

4)1200～1300℃區(qū)間，硅粉開(kāi)始液化，保持硅粉的貧氧環(huán)境；

5)1300～1500℃區(qū)間，保持氧氣濃度1～5％，真空度不大于50Mpa，形成二氧化硅保護(hù)膜結(jié)構(gòu)；

6)1500℃保持8小時(shí)，充分保溫；

7)1500～1200℃，降溫速率200℃/小時(shí)，快速冷卻形成微裂紋，提高產(chǎn)品抗熱震性能；

8)1200～室溫，降溫速率100℃/小時(shí)，靜置冷卻，使得產(chǎn)品成型。

進(jìn)一步地，所述步驟5)中，液化后的金屬硅在較少的氧氣環(huán)境下，緩緩形成熔點(diǎn)更高的固態(tài)二氧化硅，并在氧化硅、碳化硅已經(jīng)形成固定結(jié)構(gòu)中重塑，形成微裂紋。