[發(fā)明專(zhuān)利]一種澆鑄型預(yù)應(yīng)力復(fù)合陶瓷制備裝置及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211041362.6
• 申請(qǐng)日: 2022-08-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115301927A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-11-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曠峰華;張洪波;崔鴿;任瑞康;任佳樂(lè)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B22D19/08
• 分類(lèi)號(hào): B22D19/08;B22D27/04;B22D46/00
• 代理公司: 北京鼎佳達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11348
• 代理人: 霍紅艷;劉鐵生

本發(fā)明公開(kāi)了一種澆鑄型預(yù)應(yīng)力復(fù)合陶瓷制備裝置及方法，所述澆鑄型預(yù)應(yīng)力復(fù)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(nèi)部，并通過(guò)螺紋連接于模具單元，且降溫單元獨(dú)立地形成貫穿回路。本發(fā)明通過(guò)在澆鑄過(guò)程中引入加熱單元和降溫單元，可有效解決現(xiàn)有澆鑄過(guò)中出現(xiàn)的澆鑄開(kāi)裂、晶粒粗化等問(wèn)題，制得低損傷預(yù)應(yīng)力復(fù)合陶瓷，制備合格品率提升60％以上，機(jī)械強(qiáng)度和硬度可分別提升50％和30％。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高技術(shù)陶瓷制備領(lǐng)域，特別是涉及一種澆鑄型預(yù)應(yīng)力復(fù)合陶瓷制備裝置及方法。

背景技術(shù)

陶瓷材料因其具有高絕緣特性、優(yōu)異的耐腐蝕性以及較高的力學(xué)強(qiáng)度，被廣泛的應(yīng)用于航空、航天、船舶、兵器、電子、核工業(yè)等領(lǐng)域。

由于陶瓷材料屬于脆性材料，常采用特定的工藝手段對(duì)其進(jìn)行增強(qiáng)增韌處理，以獲得滿足特定服役環(huán)境下的性能指標(biāo)或經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

常規(guī)的增強(qiáng)增韌方法有很多，主要有顆粒增強(qiáng)、纖維增強(qiáng)、復(fù)合增強(qiáng)、結(jié)構(gòu)增強(qiáng)以及預(yù)應(yīng)力增強(qiáng)等等。

對(duì)于預(yù)應(yīng)力增強(qiáng)，常規(guī)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(shù)的涂層材料，再經(jīng)高溫共燒獲得預(yù)應(yīng)力復(fù)合陶瓷，該類(lèi)陶瓷的缺點(diǎn)是依然保留了陶瓷的脆性特點(diǎn)，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(yù)應(yīng)力復(fù)合陶瓷，該類(lèi)復(fù)合材料兼具金屬和陶瓷的優(yōu)點(diǎn)，在個(gè)體防護(hù)、裝甲防護(hù)等安防領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

現(xiàn)有關(guān)于澆鑄型預(yù)應(yīng)力復(fù)合陶瓷，存在兩方面的問(wèn)題：一是現(xiàn)有技術(shù)存在預(yù)熱不充分導(dǎo)致陶瓷炸裂、降溫太慢導(dǎo)致析晶等性能問(wèn)題；二是有關(guān)澆注型預(yù)應(yīng)力復(fù)合陶瓷制造裝備未見(jiàn)公開(kāi)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于，提供一種澆鑄型預(yù)應(yīng)力復(fù)合陶瓷制備裝置及方法，通過(guò)引入加熱單元及冷凝單元，可有效解決澆鑄型預(yù)應(yīng)力復(fù)合陶瓷預(yù)熱不充分所導(dǎo)致的陶瓷炸裂、降溫太慢所導(dǎo)致的析晶等系列問(wèn)題，且其生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，能夠滿足批量化生產(chǎn)要求。

本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題是采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種澆鑄型預(yù)應(yīng)力復(fù)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(nèi)部，并通過(guò)螺紋連接于模具單元，且降溫單元獨(dú)立地形成貫穿回路。

本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。

優(yōu)選的，前述的澆鑄型預(yù)應(yīng)力復(fù)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(guò)兩液壓支撐桿連接。

優(yōu)選的，前述的澆鑄型預(yù)應(yīng)力復(fù)合陶瓷制備裝置，其中所述加熱單元由上發(fā)熱體陣列、下發(fā)熱體陣列、上測(cè)溫單元和下測(cè)溫單元組成；所述上發(fā)熱體陣列和上測(cè)溫單元分別插入上模具箱，所述上測(cè)溫單元位于上發(fā)熱體陣列的對(duì)稱中心位置；所述下測(cè)溫單元位于下發(fā)熱體陣列的對(duì)稱中心位置；所述上發(fā)熱體陣列、下發(fā)熱體陣列、上測(cè)溫單元和下測(cè)溫單元通過(guò)螺紋連接于模具單元上。

優(yōu)選的，前述的澆鑄型預(yù)應(yīng)力復(fù)合陶瓷制備裝置，其中所述上發(fā)熱體陣列呈均勻地對(duì)稱分布；所述下發(fā)熱體陣列呈均勻地對(duì)稱分布。

優(yōu)選的，前述的澆鑄型預(yù)應(yīng)力復(fù)合陶瓷制備裝置，其中所述降溫單元由上-上進(jìn)液管、上-上出液管、上-下進(jìn)液管、上-下出液管、下-上進(jìn)液管、下-上出液管、下-下進(jìn)液管、下-下出液管、上測(cè)溫單元以及下測(cè)溫單元組成。

優(yōu)選的，前述的澆鑄型預(yù)應(yīng)力復(fù)合陶瓷制備裝置，其中所述上模具箱從外到內(nèi)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(nèi)由依次連接的下模具壁、下保溫層及下模型層組成。