[發明專利]一種碳化硅微通道反應器制備中間品及制備方法

在審

• 申請號: 202111554811.2
• 申請日: 2021-12-17
• 公開（公告）號: CN114105645A
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 郭春明;趙興;竇康康;楊秋波
• 申請（專利權）人: 武漢國新高科科技有限公司
• 主分類號: C04B35/565
• 分類號: C04B35/565;C04B35/622;C04B35/64;B28B1/54;B28B3/02;B28B7/00;B28B7/42;B28B11/24
• 代理公司: 武漢紅觀專利代理事務所(普通合伙) 42247
• 代理人: 曾國輝

1.一種碳化硅微通道反應器制備中間品，其特征在于：其包括碳化硅生胚(1)和微通道模具(2)，微通道模具(2)置于碳化硅生胚(1)內且微通道模具(2)的進出液口緊貼碳化硅生胚(1)外壁，其中，所述中間品在60～300兆帕壓強的壓力下壓制形成，微通道模具(2)采用熔點低于500℃的金屬材料。

2.如權利要求1所述的碳化硅微通道反應器制備中間品，其特征在于：所述微通道模具(2)材料采用錫、鉛、包含錫的合金或者包含鉛的合金。

3.如權利要求1所述的碳化硅微通道反應器制備中間品，其特征在于：還包括換熱通道模具(3)，換熱通道模具(3)置于碳化硅生胚(1)內且換熱通道模具(3)的進出液口緊貼碳化硅生胚(1)外壁，所述換熱通道模具(3)與微通道模具(2)采用相同材料。

4.如權利要求2或3所述的碳化硅微通道反應器制備中間品，其特征在于：所述微通道模具(2)和換熱通道模具(3)形狀為模擬的反應器微通道和換熱通道，采用機加工或者澆鑄成型。

5.一種碳化硅微通道反應器制備方法，其特征在于：包括以下步驟，

S1，將微通道模具(2)或換熱通道模具(3)預埋在碳化硅粉料中，再整體壓制，形成權利要求1所述的制備中間品；

選擇執行以下步驟S2A或者S2B，其中，步驟S2B針對采用的微通道模具(2)或換熱通道模具(3)材料沸點大于2100℃的制備中間品：

S2A，以超過微通道模具(2)或換熱通道模具(3)材料熔點的溫度烘烤碳化硅生胚(1)，待微通道模具(2)或換熱通道模具(3)熔化并從碳化硅生胚(1)內流出，碳化硅生胚(1)內留下微通道或換熱通道，再對碳化硅生胚(1)進行燒結，得到碳化硅微通道反應器；

S2B，對碳化硅生胚(1)進行燒結，在此過程中，微通道模具(2)或換熱通道模具(3)熔化并從碳化硅生胚(1)內流出，碳化硅生胚(1)內留下微通道或換熱通道，待燒結完成后得到碳化硅微通道反應器。

6.如權利要求5所述的碳化硅微通道反應器制備方法，其特征在于：所述步驟S1具體包括，

S1-1，預先制作微通道模具(2)或換熱通道模具(3)；

S1-2，將生胚外形模具置于壓力壓床，稱量第一層碳化硅生胚粉料倒入其中，將粉料均勻攤平；

繼續執行步驟S1-3～S1-9，或者執行步驟S1-5、S1-8和S1-9：

S1-3，將換熱通道模具(3)左右居中平鋪在第一層碳化硅生胚粉料上，換熱通道模具(3)的進出液口緊貼生胚外形模具內壁；

S1-4，稱量第二層碳化硅生胚粉料倒入生胚外形模具內，將粉料均勻攤平；

S1-5，將微通道模具(2)左右居中平鋪在第二層碳化硅生胚粉料上，微通道模具(2)的進出液口緊貼生胚外形模具內壁；

S1-6，稱量第三層碳化硅生胚粉料倒入生胚外形模具內，將粉料均勻攤平；

S1-7，將換熱通道模具(3)左右居中平鋪在第三層碳化硅粉料上，換熱通道模具(3)的進出液口緊貼生胚外形模具內壁；

S1-8，稱量第四層碳化硅生胚粉料倒入生胚外形模具內，將粉料均勻攤平；

S1-9，以60～300兆帕壓強的壓力對生胚外形模具內的粉料及換熱通道模具(3)或微通道模具(2)進行整體壓制，形成權利要求1所述的制備中間品。

7.如權利要求5所述的碳化硅微通道反應器制備方法，其特征在于：所述步驟S2A具體包括，

S2A-1，在50～150℃烘烤碳化硅生胚(1)30min～5day，并以5～500℃/h梯度升溫將烘烤溫度升高至138～500℃，保持以該溫度烘烤，直到熔化的微通道模具(2)或換熱通道模具(3)材料開始從進出液口流出。

8.如權利要求7所述的碳化硅微通道反應器制備方法，其特征在于：所述步驟S2A具體包括，

S2A-2，往進出液口吹入熱風，直到進出液口完全暢通且再無熔化的微通道模具(2)或換熱通道模具(3)材料流出，靜置降溫；

S2A-3，將加工好的碳化硅生胚(1)進行燒結，得到碳化硅微通道反應器。