[發明專利]一種耐高溫輕質復合陶瓷隔熱屏的制備方法

在審

• 申請號: 202210090503.7
• 申請日: 2022-01-25
• 公開（公告）號: CN114523734A
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 史萌
• 申請（專利權）人: 煙臺凱泊復合材料科技有限公司
• 主分類號: B32B9/00
• 分類號: B32B9/00;B32B9/04;B32B17/04;B32B17/06;B32B33/00;B32B37/10;B32B37/06;B32B38/08
• 代理公司: 北京振安創業專利代理有限責任公司 11025
• 代理人: 唐瑞雯

本發明公開了一種耐高溫輕質復合陶瓷隔熱屏的制備方法。其步驟是：將玻璃纖維布浸入膠態改性劑后取出，烘烤得改性預浸布；將炭纖維布浸漬于浸漬液后取出，用耐高溫塑料薄膜包覆密封加熱得浸漬炭纖維布；將多層改性預浸布疊合為改性預浸布坯體并加熱固化；將改性預浸布和浸漬炭纖維布交錯疊壓得疊壓坯體并加熱固化；將改性預浸布坯體與疊壓坯體結合為一體，得復合坯體；將復合坯體置入高溫爐內，升溫至1500℃～1800℃，保溫2～4小時，得耐高溫輕質復合陶瓷隔熱屏。

技術領域：

本發明涉及一種耐高溫材料領域，具體是指一種耐高溫輕質復合陶瓷隔熱屏的制備方法。

背景技術：

隨著國家發展新能源太陽能光伏發電方針的實施，光伏發電材料單(多)晶硅材料產業飛速發展，C/C熱場結構件需求量大幅增加，隔熱屏是單晶爐重要的熱場結構件，需求量很大，它是以炭纖維為原料，采用化學氣相沉積法(CVD)制備。但隨著單晶爐向大型化、拉晶技術連續化(單晶拉晶時間大于240小時)發展，對隔熱屏性能及其制備技術都提出了新的更高的要求，而前述的常規的CVD法制備的C/C熱場結構件已不能滿足目前的需求。同時現有的C/C熱場結構件還存在若干缺陷，其一是預制體CVD法很難制備大尺寸的薄壁筒形的結構件；其二是C/C材料的結構件在長時間高溫下，容易變形，抗腐蝕性能較差，容易粉化，最終使用壽命偏低；其三是目前我國現有和在建的單晶爐有3～5萬臺，裝機的C/C隔熱屏為9～15萬件，如此大的數量需要3000～5000噸炭纖維用量，如C/C隔熱屏的使用壽命降低，更新量也非常巨大的，同時炭纖維價格高，國內資源緊張，導致C/C隔熱屏的價格上漲，對光伏材料產業是一個阻礙，并且C/C熱場結構件的頻繁更換，對生產效率也有巨大的影響。因此，單晶爐內使用的熱場結構件的問題需要解決。

發明內容：

本發明的發明目的是公開一種耐高溫、耐腐蝕的輕質復合陶瓷隔熱屏的制備方法。

本發明的技術解決方案是：所述的耐高溫輕質復合陶瓷隔熱屏的制備方法的步驟如下：

a.制備玻璃纖維布的膠態改性劑，將玻璃纖維布浸入上述的膠態改性劑后取出，在100℃～110℃烘烤得玻璃纖維布的改性預浸布；

b.制備炭纖維布的浸漬液，將炭纖維布浸漬于上述的浸漬液后取出，用耐高溫塑料薄膜包覆密封，在100℃～120℃加熱得炭纖維布的浸漬炭纖維布；

c.將多層上述的改性預浸布疊合為改性預浸布坯體，并加熱固化；

d.將改性預浸布和浸漬炭纖維布交錯疊壓得疊壓坯體，并加熱固化；

e.將改性預浸布坯體與疊壓坯體結合為一體，得復合坯體；

f.將步驟e的得品復合坯體置入高溫爐內，在氬氣(Ar)保護下升溫至1500℃～1800℃，保溫2～4小時，隨爐冷卻后取出，得所述的耐高溫輕質復合陶瓷隔熱屏。

所述的膠態改性劑按重量百分比計的組分的構成是：

所述的浸漬液按重量百分比計的組分的構成是：

所述的步驟c和步驟d的加熱固化的步驟是：將改性預浸布坯體或疊壓坯體置于固化爐中，室溫加壓到2.0MPa～3.0Mpa，然后在固化爐內加熱升溫，升溫速率為2.0℃/分鐘～5.0℃/分鐘，升溫到180℃～200℃保溫保壓0.5～2.0小時。

所述的步驟e中的改性預浸布坯體與疊壓坯體均為平面狀，經模具的壓合為平面狀、或曲面狀或異型的復合坯體。

所述的步驟e中將改性預浸布坯體在纏繞機的中空筒狀模具上進行多層的纏繞后，再纏繞步驟d的得品疊壓坯體，得筒狀的復合坯體。