專利名稱：等溫度梯度換熱器用陶瓷管及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種等溫度梯度換熱器用陶瓷管及制備方法，屬于陶瓷制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
高溫陶瓷換熱器一般采用陶瓷蜂窩蓄熱體和陶瓷球蓄熱體，換熱氣體和高溫?zé)煔忸l繁交 替反向流動進(jìn)行熱交換進(jìn)行熱交換，由于蓄熱體不斷受到熱沖擊，損壞嚴(yán)重，使用壽命短， 且換熱效率低，生產(chǎn)成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能克服上述缺陷、適應(yīng)工作溫度范圍寬、性能優(yōu)良的等溫度 梯度換熱器用陶瓷管及制備方法。其技術(shù)方案為
一種等溫度梯度換熱器用陶瓷管，其特征在于包括同圓心套裝的兩個直徑不等的陶瓷 管，兩陶瓷管之間均布有放射狀連接筋。
所述的等溫度梯度換熱器用陶瓷管的制備方法，包括陶瓷泥料制備、成型、固化、燒成， 其特征在于將一定粒度碳化硅粉體、陶瓷結(jié)合劑、塑性劑和潤滑劑按一定比例混合在真空 練泥機中混練制成碳化硅陶瓷塑性泥料，將碳化硅陶瓷塑性泥料擠出成型，切割制成碳化硅 陶瓷塑性管，并在一定溫度和時間下固化制成等溫度梯度換熱器用陶瓷管坯體，然后在一定 溫度和氣氛下燒制成等溫度梯度換熱器用陶瓷管。
所述的等溫度梯度換熱器用陶瓷管的制備方法，碳化硅陶瓷塑性泥料制備工藝中，碳化 硅粉體、陶瓷結(jié)合劑、塑性劑、潤滑劑的重量比為40~80: 5~20: 15-30: 0~10。
所述的等溫度梯度換熱器用陶瓷管的制備方法，陶瓷結(jié)合劑為2 0.1iim硅微粉與 2 0.1 u m 二氧化硅微粉按1: 1摩爾比的混合物。
所述的等溫度梯度換熱器用陶瓷管的制備方法，碳化硅粉體為100ixm碳化硅粉體、 30um碳化硅粉體、10iim碳化硅粉體按h 2: 1重量比的混合物。
所述的等溫度梯度換熱器用陶瓷管的制備方法，塑性劑為酚醛樹脂與乙醇按l: 0~2重量 比的混合物。
所述的等溫度梯度換熱器用陶瓷管的制備方法，潤滑劑為液體石蠟與甘油按l: 0~2重量
3比的混合物。
所述的等溫度梯度換熱器用陶瓷管的制備方法，等溫度梯度換熱器用陶瓷管坯體的固化 溫度為80~160°C，固化時間為0.5~1.5小時。
所述的等溫度梯度換熱器用陶瓷管的制備方法，等溫度梯度換熱器用陶瓷管坯體在 1400 170(TCX5 10小時氮氣氣氛燒成，制成等溫度梯度換熱器用陶瓷管。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點為
1、 由于本發(fā)明采用了酚醛樹脂為塑性劑，使得等溫度梯度換熱器用陶瓷管坯體不需要干 燥過程，固化時間短，且坯體強度高，可進(jìn)行素坯加工，外形尺寸精確；
2、 本發(fā)明生產(chǎn)的等溫度辨度換熱器用陶瓷管顯微結(jié)構(gòu)均勻，強度高，整體可靠性高，換 熱效率高(可達(dá)100%)、工作溫度范圍寬、使用溫度高等特點。


圖1是等溫度梯度換熱器用陶瓷管實施例的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1所示實施例的A-A剖面圖。 圖中1、陶瓷管2、連接筋
具體實施例方式
在圖1所示的實施例中等溫度梯度換熱器用陶瓷管包括同圓心套裝的兩個直徑不等的 陶瓷管1，兩陶瓷管1之間均布有放射狀連接筋2。 實施例l
1、 等溫度梯度換熱器用陶瓷管的成型
將粒度為100^im碳化硅粉體、30(mi碳化硅粉體、10nm碳化硅粉體、2pm硅微粉、2pm
二氧化硅微粉、酚醛樹脂、液體石蠟以10: 20: 10: 6.4: 13.6: 30: 10的重量比均勻混合，
在真空練泥機中混練制成碳化硅陶瓷塑性泥料，并擠出成型，切割制成碳化硅陶瓷塑性管。
2、 固化
將脫模后的碳化硅陶瓷塑性管在160'C的溫度下烘干0.5小時，制成等溫度梯度換熱器用
陶瓷管坯體。
3、 燒成
將固化后的等溫度梯度換熱器用陶瓷管坯體在140(TCxlO小時氮氣氣氛燒制，制成等溫 度梯度換熱器用陶瓷管。
實驗所用的配料原料的純度均為工業(yè)純。
所獲得等溫度梯度換熱器用陶瓷管耐壓強度為70MPa.，耐溫1300°C。實施例2
1、 等溫度梯度換熱器用陶瓷管的成型
將粒度為100nm碳化硅粉體、3(Him碳化硅粉體、10pm碳化硅粉體、lpm硅微粉、lpm
二氧化硅微粉、酚醛樹脂、乙醇、液體石蠟、甘油以15: 30: 15: 3.2: 6.8: 10: 10: 5: 5
的重量比均勻混合，在真空練泥機中混練制成碳化硅陶瓷塑性泥料，并擠出成型，切割制成 碳化硅陶瓷塑性管。
2、 固化
將脫模后的碳化硅陶瓷塑性管在8(TC的溫度下烘干1.5小時，制成等溫度梯度換熱器用
陶瓷管坯體。
3、 燒成
將固化后的等溫度梯度換熱器用陶瓷管坯體在158(TCx4小時氮氣氣氛燒制，制成等溫度
梯度換熱器用陶瓷管。
實驗所用的配料原料的純度均為工業(yè)純。
所獲得等溫度梯度換熱器用陶瓷管耐壓強度為lOOMPa.，耐溫1300°C。 實施例3
1、 等溫度梯度換熱器用陶瓷管的成型
將粒度為100Hin碳化硅粉體、3(Him碳化硅粉體、l(Him碳化硅粉體、lnm硅微粉、lpm 二氧化硅微粉、酚醛樹脂、乙醇以20: 40: 20: 1.6: 3.4: 10: 5的重量比均勻混合，在真空
練泥機中混練制成碳化硅陶鶩塑性泥料，并擠出成型，切割制成碳化硅陶瓷塑性管。.
2、 固化
將脫模后的碳化硅陶瓷塑性管在IO(TC的溫度下烘干1小時，制成等溫度梯度換熱器用
陶瓷管坯體。
3、 燒成
將固化后的等溫度梯度換熱器用陶瓷管坯體在170(TCx5小時氮氣氣氛燒制，制成等溫度
梯度換熱器用陶瓷管。
實驗所用的配料原料的純度均為工業(yè)純。
所獲得等溫度梯度換熱器用陶瓷管耐壓強度為60MPa.，耐溫1400°C。
權(quán)利要求
1、一種等溫度梯度換熱器用陶瓷管，其特征在于包括同圓心套裝的兩個直徑不等的陶瓷管(1)，兩陶瓷管(1)之間均布有放射狀連接筋(2)。
2、 一種如權(quán)利要求1所述等溫度梯度換熱器用陶瓷管的制備方法，包括陶瓷泥料制備、 成型、固化、燒成，其特征在于將一定粒度碳化硅粉體、陶瓷結(jié)合劑、塑性劑和潤滑劑按 一定比例混合在真空練泥機中混練制成碳化硅陶瓷塑性泥料，將碳化硅陶瓷塑性泥料擠出成 型，切割制成碳化硅陶瓷塑性管，并在一定溫度和時間下固化制成等溫度梯度換熱器用陶瓷 管坯體，然后在一定溫度和氣氛下燒制成等溫度梯度換熱器用陶瓷管。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的等溫度梯度換熱器用陶瓷管的制備方法，其特征在于碳化硅 陶瓷塑性泥料制備工藝中，碳化硅粉體、陶瓷結(jié)合劑、塑性劑、潤滑劑的重量比為40~80:5~20: 15~30: 0~10。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的等溫度梯度換熱器用陶瓷管的制備方法，其特征在于陶瓷結(jié)合劑為2~0.1 u m硅微粉與2 0.1 u m 二氧化硅微粉按1: 1摩爾比的混合物。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的等溫度梯度換熱器用陶瓷管的制備方法，其特征在于碳化硅 粉體為100um碳化硅粉體、30"m碳化硅粉體、10Pm碳化硅粉體按l: 2: 1重簟比的混 合物。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的等溫度梯度換熱器用陶瓷管的制備方法，其特征在于塑性劑 為酚醛樹脂與乙醇按h 0 2重量比的混合物。
7、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的等溫度梯度換熱器用陶瓷管的制備方法，其特征在于潤滑劑 為液體石蠟與甘油按l: 0 2重量比的混合物。
8、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的等溫度梯度換熱器用陶瓷管的制備方法，其特征在于等溫度梯度換熱器用陶瓷管坯體的固化溫度為80~160°C，固化時間為0.5-1.5小時。
9、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的等溫度梯度換熱器用陶瓷管的制備方法，其特征在于等溫度 梯度換熱器用陶瓷管坯體在1400 1700'CX5 10小時氮氣氣氛燒成，制成等溫度梯度換熱器 用陶瓷管。
全文摘要
本發(fā)明提供一種等溫度梯度換熱器用陶瓷管及制備方法，其特征在于包括同圓心套裝的兩個直徑不等的陶瓷管，兩陶瓷管之間均布有放射狀連接筋，其制備方法包括泥料制備、成型、固化、燒成，其特征在于將一定粒度碳化硅粉體、陶瓷結(jié)合劑、塑性劑和潤滑劑按一定比例混合在真空練泥機中混練制成碳化硅陶瓷塑性泥料，將碳化硅陶瓷塑性泥料擠出成型，切割，并在一定溫度和時間下固化制成等溫度梯度換熱器用陶瓷管坯體，然后在一定溫度和氣氛下燒制成等溫度梯度換熱器用陶瓷管。本發(fā)明制備的等溫度梯度換熱器用陶瓷管具有強度高，導(dǎo)熱系數(shù)大，換熱效率高，可100％回收隨廢氣帶入環(huán)境的熱量。
文檔編號F28F1/00GK101655330SQ200910018080
公開日2010年2月24日 申請日期2009年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月25日
發(fā)明者唐竹興 申請人:山東理工大學(xué)