[發明專利]一種澆鑄型預應力復合陶瓷制備裝置及方法

在審

• 申請號: 202211041362.6
• 申請日: 2022-08-29
• 公開（公告）號: CN115301927A
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 曠峰華;張洪波;崔鴿;任瑞康;任佳樂
• 申請（專利權）人: 中國建筑材料科學研究總院有限公司
• 主分類號: B22D19/08
• 分類號: B22D19/08;B22D27/04;B22D46/00
• 代理公司: 北京鼎佳達知識產權代理事務所(普通合伙) 11348
• 代理人: 霍紅艷;劉鐵生

本發明公開了一種澆鑄型預應力復合陶瓷制備裝置及方法，所述澆鑄型預應力復合陶瓷制備裝置包括：模具單元、加熱單元和降溫單元；所述加熱單元和降溫單元分別插入模具單元的內部，并通過螺紋連接于模具單元，且降溫單元獨立地形成貫穿回路。本發明通過在澆鑄過程中引入加熱單元和降溫單元，可有效解決現有澆鑄過中出現的澆鑄開裂、晶粒粗化等問題，制得低損傷預應力復合陶瓷，制備合格品率提升60％以上，機械強度和硬度可分別提升50％和30％。

技術領域

本發明屬于高技術陶瓷制備領域，特別是涉及一種澆鑄型預應力復合陶瓷制備裝置及方法。

背景技術

陶瓷材料因其具有高絕緣特性、優異的耐腐蝕性以及較高的力學強度，被廣泛的應用于航空、航天、船舶、兵器、電子、核工業等領域。

由于陶瓷材料屬于脆性材料，常采用特定的工藝手段對其進行增強增韌處理，以獲得滿足特定服役環境下的性能指標或經濟指標。

常規的增強增韌方法有很多，主要有顆粒增強、纖維增強、復合增強、結構增強以及預應力增強等等。

對于預應力增強，常規工藝主要有兩種：一種是共燒方法，一種是澆鑄方法。其中，共燒方法是指高膨脹的基體材料表面包覆一層或多層低膨脹系數的涂層材料，再經高溫共燒獲得預應力復合陶瓷，該類陶瓷的缺點是依然保留了陶瓷的脆性特點，并且可加工性能較差；澆鑄方法是指將熔融之后的金屬直接澆鑄到陶瓷表面，形成預應力復合陶瓷，該類復合材料兼具金屬和陶瓷的優點，在個體防護、裝甲防護等安防領域具有廣闊的應用前景。

現有關于澆鑄型預應力復合陶瓷，存在兩方面的問題：一是現有技術存在預熱不充分導致陶瓷炸裂、降溫太慢導致析晶等性能問題；二是有關澆注型預應力復合陶瓷制造裝備未見公開報道。

發明內容

有鑒于此，本發明的主要目的在于，提供一種澆鑄型預應力復合陶瓷制備裝置及方法，通過引入加熱單元及冷凝單元，可有效解決澆鑄型預應力復合陶瓷預熱不充分所導致的陶瓷炸裂、降溫太慢所導致的析晶等系列問題，且其生產工藝簡單，能夠滿足批量化生產要求。

本發明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。依據本發明提出的一種澆鑄型預應力復合陶瓷制備裝置，包括：模具單元、加熱單元和降溫單元；所述加熱單元和降溫單元分別插入模具單元的內部，并通過螺紋連接于模具單元，且降溫單元獨立地形成貫穿回路。

本發明的目的及解決其技術問題還可采用以下技術措施進一步實現。

優選的，前述的澆鑄型預應力復合陶瓷制備裝置，其中所述模具單元由上模具箱、下模具箱組成；所述上模具箱及下模具箱兩者之間為自由配合或通過兩液壓支撐桿連接。

優選的，前述的澆鑄型預應力復合陶瓷制備裝置，其中所述加熱單元由上發熱體陣列、下發熱體陣列、上測溫單元和下測溫單元組成；所述上發熱體陣列和上測溫單元分別插入上模具箱，所述上測溫單元位于上發熱體陣列的對稱中心位置；所述下測溫單元位于下發熱體陣列的對稱中心位置；所述上發熱體陣列、下發熱體陣列、上測溫單元和下測溫單元通過螺紋連接于模具單元上。

優選的，前述的澆鑄型預應力復合陶瓷制備裝置，其中所述上發熱體陣列呈均勻地對稱分布；所述下發熱體陣列呈均勻地對稱分布。

優選的，前述的澆鑄型預應力復合陶瓷制備裝置，其中所述降溫單元由上-上進液管、上-上出液管、上-下進液管、上-下出液管、下-上進液管、下-上出液管、下-下進液管、下-下出液管、上測溫單元以及下測溫單元組成。

優選的，前述的澆鑄型預應力復合陶瓷制備裝置，其中所述上模具箱從外到內由依次連接的上模具壁、上保溫層組成；所述下模具箱從外到內由依次連接的下模具壁、下保溫層及下模型層組成。