[发明专利]复合型陶瓷滤芯及其制备工艺

权利要求书

1.一种复合型陶瓷滤芯，其特征是包括陶瓷纤维编织滤芯基体层，在陶瓷纤维编织滤芯基体层之上复合有增加滤芯韧性的短切陶瓷纤维层，在短切陶瓷纤维层上沉积SiC涂层，在SiC涂层与所述的陶瓷纤维编织滤芯基体之间还复合有热解酚醛树脂形成的碳过渡层；其中所述SiC涂层的重量是所述陶瓷纤维编织滤芯基体的1.8～2倍，而基体的厚度是SiC涂层的15～20倍。

2.如权利要求1所述的复合型陶瓷滤芯，其特征是该复合型陶瓷滤芯为管状滤芯，其一端凹槽开口，另一端为封闭状态。

3.一种如权利要求1所述的复合型陶瓷滤芯的制备工艺，其特征是该工艺分为如下步骤：

（1）首先由三层陶瓷纤维缠绕制备滤芯基体预制体，第一层由陶瓷纤维经过酚醛树脂胶盒，按照倾角12o进行缠绕，陶瓷纤维之间的缠绕轴距为0.168cm，缠绕转速100转/分钟；在第一层纤维上面缠绕第二层，陶瓷纤维同样经过酚醛树脂胶盒，但要求在压缩空气中按照倾角32o进行缠绕，压缩空气的气压范围为2～3bar，缠绕轴距为0.168cm，缠绕转速86转/分钟，第三层纤维垂直第二层缠绕，缠绕轴距为0.168cm，转速86转/分钟；

（2）市售氧化铝陶瓷短切纤维的长度3mm、直径15～20mm；把这种氧化铝陶瓷短切纤维利用甲基纤维素在去离子水中充分悬浮，制备成纤维含量为0.00095g/cc的悬浮液；然后将步骤（1）中制备的滤芯基体预制体浸入该悬浮液中，并真空浸渍，使氧化铝陶瓷短切纤维能够充分覆盖到滤芯基体预制体的表面；之后，从悬浮液中快速捞出滤芯基体预制体，在空气中静置24小时，使得短切纤维完全沉积到滤芯基体预制体的表面之上，然后，放到烘箱中90℃干燥1小时；最后把酚醛树脂喷涂在滤芯基体预制体的表面，在烘箱中18℃固化1小时，含胶量控制在5%左右，形成碳过渡层；从而制备出表面复合有短切陶瓷纤维层的陶瓷纤维编织滤芯基体；

（3）从烘箱中取出固化好的表面复合有短切陶瓷纤维层的滤芯基体放入CVD箱中，进行化学气相沉积SiC涂层；CVD箱加热并抽真空，反应气体从箱体一端进入，另一端排除，CVD热源是从反应气体的出口端进入的，确保反应气体从陶瓷纤维编织滤芯基体中穿过，使SiC附着在陶瓷纤维编织滤芯基体的表面和内部结构之中，未发生反应的多余废气通过真空排气的方法排出；CVD过程参数如下：温度1050℃，压力5torr，氯代硅烷流速6升/分钟，氢气流速6升/分钟；开始1个小时以后的过程参数是：温度1050℃，压力5torr，氯代硅烷流速12升/分钟，氢气流速12升/分钟，经过15～18小时左右的渗透、沉积，制备出复合型陶瓷滤芯。

4.如权利要求3所述的复合型陶瓷滤芯的制备工艺，其特征是步骤（3）中所述的反应气体为氢气或氯代硅烷或这两种气体的混合物。

5.如权利要求3所述的复合型陶瓷滤芯的制备工艺，其特征是步骤（1）中所述的陶瓷纤维为美国3M公司生产的铝硅酸盐纤维，其规格为1.8K。

6.如权利要求3所述的复合型陶瓷滤芯的制备工艺，其特征是步骤（2）中的短切纤维为氧化铝陶瓷纤维，规格为长度3mm、直径15～20mm。