專利名稱:粗顆粒碳化硅制品一次反應燒成的生產(chǎn)方法
技術領域:
本發(fā)明公開了 一種碳化硅材料的制備方法。
背景技術:
國內(nèi)現(xiàn)行碳化硅制品的生產(chǎn)方法,仍采用細顆粒(大于800目)的碳化硅粉末,制備時 先在800 1000。C的條件下經(jīng)過8小時素燒,再出爐淸理,然后再次燒成,它具有生產(chǎn)周期 較長,能耗較高,設備利用率較低,廢品率較大,需要使用超細顆粒碳化硅粉末,成本高等 缺點,限制了碳化硅制品的使用范圍。
中國專利文獻刊載了公開號CN101337825A,申請?zhí)?00810150575. 6,名稱為"碳/碳化 硅復合材料的制備方法",該件申請首先將碳纖維編織成單層平紋布,再將多層平紋布疊加, 用碳纖維將疊層穿刺縫合在一起,形成碳纖維預制體;將碳纖維預制體置于真空爐中進行除 膠和預處理;然后沉積熱解碳,得到多孔的C/C復合材料;對多孔C/C復合材料進行熱處理; 采用CVI方法對處理后的C/C復合材料浸滲SiC基體,得到C/SiC復合材料。由于采用穿刺 縫合預制體結(jié)合CVI方法制備C/SiC復合材料,C/SiC復合材料在120(TC時的層間剪切強度 由現(xiàn)有技術的22 24MPa提高到36 49MPa;拉伸強度由現(xiàn)有技術的220 300MPa提高到 275 345Mpa。
又如中國專利文獻刊載的公開號C101081740A,申請?zhí)?00710014368. 3,披露了一種"反 應燒結(jié)碳化的生產(chǎn)方法"。此件發(fā)明方法的主要特征是取重量份數(shù)的碳化硅微粉5 8份、碳 黑O. 5 1.5份、石墨1 1.5份、0. 1 0. 5份粘結(jié)劑;其中碳化硅粒度級配為sic(90 30 踐)3 5份、sic(30 0.8um)2 3份;羚甲基纖維素和聚乙烯醇粉末分別為0. 1 0. 5份; 真空燒結(jié)過程分為低溫0 70(TC,保持3 5小時;中溫700 1400。C,保持4 6小時;高 溫1400 2200°C,保持5 7小時,加入重量份數(shù)為1 3份的金屬硅。
上述披露的技術方案不足之處是燒結(jié)溫度較高,能耗較大,生產(chǎn)周期較長,生產(chǎn)成本較高。
發(fā)明內(nèi)容
為克服上述的不足,本發(fā)明的目的在于提供一種粗顆粒碳化硅制品一次反應燒成的生產(chǎn) 方法,使較為廉價的粗顆粒碳化硅原料經(jīng)一次燒成,即可制得高強度的碳化硅制品。較大幅 度地降低能耗,縮短生產(chǎn)周期,降低生產(chǎn)成本。本發(fā)明的目的是采用如下的技術方案實現(xiàn)的。一種粗顆粒碳化硅制品一次反應燒成的生產(chǎn)方法,該方法的要點在于低于600目的粗顆 粒碳化硅粉未原料為主料,主料占用比例為75 85% (重量比);添加輔料和催化劑為石墨
粉3 7%,氧化鋁粉1 3%,碳黑粉5 7%,酚醛樹脂6 8% (輔料重量比占25 15%);其中 粗顆粒碳化硅原料是通過常溫下的配料,造料,常溫壓制成型,并經(jīng)過140 160'C的固化后, 直接進入真空爐內(nèi)以1600 168(TC的溫度下,燒結(jié)12小時一次燒成,制得高品質(zhì)高強度的 碳化硅制品。
采用粗顆粒(低于600目)的碳化硅粉末,配以4 鄉(xiāng)的石墨粉,1 3°/。氧化鋁粉,5 9% 的碳黑粉,6 8%的酚醛樹脂,在常溫下均勻混合,同時再添加4%的工業(yè)甲醇,冷壓模具成 型,在15(TC的條件下用烘箱烘干固化,然后就直接進入真空爐內(nèi)以1650 168(TC的溫度下 燒成12小時而制得碳化硅制品,而不需要常規(guī)的在800 100(TC條件下素燒脫脂,然后再重 新入爐燒成的二次燒成工藝方法。
一種粗顆粒碳化硅制品一次反應燒成的生產(chǎn)方法,該方法的要點在于低于600目的粗顆 粒碳化硅粉未原料為主料,主料占用比例為75 85% (重量比);添加輔料和催化劑為石墨 粉3 7%,氧化鋁粉1 3%,碳黑粉5 7%,酚醛樹脂6 8% (輔料重量比占25 15%);另外
再添加4%的工業(yè)甲醇(工業(yè)甲醇為主料和輔料百分比之外的重量比);其工藝流程碳化硅
粉+石墨粉+碳黑粉+酚醛樹脂—破碎一篩分一配料一混合一工業(yè)甲醇一壓制成型—儀表車 加工一銑槽一燒結(jié)一碳化硅制品。
本發(fā)明的優(yōu)點在于在添加了催化劑后,能降低能耗,縮短生產(chǎn)周期,降低生產(chǎn)成本。采
用粗顆粒碳化硅原料,使原來每噸28000元的細顆粒原料價格下降到每噸14000元,原料成 本下降了一半;而采用一次燒成方法制造碳化硅制品,在能耗上也下降了一半,即由原來每 個爐次需耗能1900KWH下降為IOOOKWH。生產(chǎn)周期從原來的20天,下降為12天左右。綜合 計算,生產(chǎn)成本下降了 60%。采用了低價格的粗顆粒原料,通過合理配料,克服同類產(chǎn)品必 須通過二次燒成才能制成的碳化硅生產(chǎn)加工方法,改變?yōu)閮H用一次直接燒成。制得的產(chǎn)品具 有高強度,低氣孔率,密度均勻,滿足機械密封用料和其它工況條件下使用的碳化硅制品, 具有一定的社會效益和經(jīng)濟效益。
圖1是本發(fā)明工藝流程方框示意圖。
具體實施方式
實施例
(1)選料采用主料以粗顆粒碳化硅原料,其目數(shù)500 600目,配方粗顆粒碳化
硅粉75 85% (重量比);石墨粉3 7%,氧化鋁粉1 3%,碳黑粉5 7%,酚醛樹脂6 8%。另外再添加4%的工業(yè)甲醇(工業(yè)甲醇為主料和輔料百分比之外的重量比);
(2) 混料在混料機內(nèi)均勻混料10分鐘,達到均勻;
(3) 造粒在造粒機內(nèi)造粒,假顆粒要達到20 30目,其中超過IOO目的細顆粒要少 于20%;造粒粉要放在塑料袋里扎口,以免漏氣干燥;
(4) 冷壓成型模具壓制成各種所需形狀,成型壓力為每平方厘米800千克;
(5) 壓制毛坯毛坯在150。C的烘箱里烘干2小時固化,然后根據(jù)圖紙要求機加工為各 種規(guī)格尺寸的制品;
(6) 燒結(jié) 一次燒結(jié)是將制品放入真空爐內(nèi),采用設定的工藝曲線,燒結(jié)溫度為1600 1680°C,時間為12小時;
(7) 燒結(jié)后隨爐冷卻即制得高強度高品質(zhì)的碳化硅制品。
權利要求
1、一種粗顆粒碳化硅制品一次反應燒成的生產(chǎn)方法,該方法的特征在于低于600目的粗顆粒碳化硅粉未原料為主料,主料占用比例為75~85%(重量比);添加輔料和催化劑為石墨粉3~7%,氧化鋁粉1~3%,碳黑粉5~7%,酚醛樹脂6~8%(輔料重量比占25~15%);其中粗顆粒碳化硅原料是通過常溫下的配料,造料,常溫壓制成型,并經(jīng)過140~160℃的固化后,直接進入真空爐內(nèi)以1600~1680℃的溫度下,燒結(jié)12小時一次燒成,制得高品質(zhì)高強度的碳化硅制品。
2、 一種粗顆粒碳化硅制品一次反應燒成的生產(chǎn)方法,該方法的特征在于(1) 選料采用主料以粗顆粒碳化硅原料,其目數(shù)500 600目,配方粗顆粒碳化硅粉75 85% (重量比);石墨粉3 7%,氧化鋁粉1 3%,碳黑粉5 7%,酚醛樹脂6 8%。 另外再添加4%的工業(yè)甲醇(工業(yè)甲醇為主料和輔料百分比之外的重量比);(2) 混料在混料機內(nèi)均勻混料10分鐘,達到均勻;(3) 造粒在造粒機內(nèi)造粒,假顆粒要達到20 30目,其中超過IOO目的細顆粒要少 于20%;造粒粉要放在塑料袋里扎口,以免漏氣干燥;(4) 冷壓成型模具壓制成各種所需形狀,成型壓力為每平方厘米800千克;(5) 壓制毛坯毛坯在150'C的烘箱里烘干2小時固化,然后根據(jù)圖紙要求機加工為各 種規(guī)格尺寸的制品;(6) 燒結(jié) 一次燒結(jié)是將制品放入真空爐內(nèi),采用設定的工藝曲線,燒結(jié)溫度為1600 1680°C,時間為12小時;(7) 燒結(jié)后隨爐冷卻即制得高強度高品質(zhì)的碳化硅制品。
3、 一種粗顆粒碳化硅制品一次反應燒成的生產(chǎn)方法,該方法的特征在于低于600目的粗 顆粒碳化硅粉未原料為主料,主料占用比例為75 85% (重量比);添加輔料和催化劑為石 墨粉3 7%,氧化鋁粉1 3%,碳黑粉5 7%,酚醛樹脂6 8% (輔料重量比占25 15%);另外再添加4%的工業(yè)甲醇(工業(yè)甲醇為主料和輔料百分比之外的重量比);其工藝流程碳化 硅粉+石墨粉+碳黑粉+酚醛樹脂一破碎一篩分一配料一混合一工業(yè)甲醇一壓制成型一儀表 車加工一銑槽一燒結(jié)一碳化硅制品。
全文摘要
本發(fā)明涉及粗顆粒碳化硅制品一次反應燒成的生產(chǎn)方法,其要點在于低于600目的粗顆粒碳化硅粉末原料為主料,主料占用比例為75~85%(重量比);添加輔料和催化劑為石墨粉3~7%,氧化鋁粉1~3%,碳黑粉5~7%,酚醛樹脂6~8%(輔料重量占25~15%)。其中粗顆粒碳化硅原料是通過常溫下的配料,造料,常溫壓制成型,并經(jīng)過140~160℃的固化后,直接進入真空爐內(nèi)以1600~1680℃的溫度下,燒結(jié)12小時一次燒成,制得高品質(zhì)高強度的碳化硅制品。制得的產(chǎn)品具有高強度,低氣孔率,密度均勻,滿足機械密封用料和其它工況條件下使用的碳化硅制品。低能耗,縮短生產(chǎn)周期,降低生產(chǎn)成本。
文檔編號C04B35/622GK101531527SQ20091009777
公開日2009年9月16日 申請日期2009年4月17日 優(yōu)先權日2009年4月17日
發(fā)明者方錫成 申請人:方錫成