[发明专利]一种微波碳化硅陶瓷发热体及其制备方法

说明书

一种微波碳化硅陶瓷发热体及其制备方法，属于陶瓷材料技术领域，所述微波碳化硅陶瓷发热体由吸波陶瓷粉料和粘结剂混合加压成型后烧结而成；所述吸波陶瓷粉料包括以重量百分计的碳化硅68％～73％、三氧化二铝1％～5％、氧化锆1％～6％、四氧化三铁18％～23％、二氧化铪1％～6％、二氧化硅1％～6％、三氧化二钇1％～5％、三氧化二镧2％～5％。所述陶瓷发热体能够在微波作用下快速升温发热，具有热效率高、稳定性能好、节约能源的特点。

技术领域

本发明涉及陶瓷材料技术领域，特别是一种在微波作用下能够快速发热的陶瓷体。

背景技术

微波吸收材料是指能够吸收并衰减入射的电磁波，将电磁波转换成热量或其它能量而消耗掉的一种功能性材料。碳化硅不仅具有良好的微波吸收的特性，同时还它是一种重要的高温结构陶瓷材料，具有高硬度、高热导率、耐腐蚀、抗热震性好等许多优异性能，因此碳化硅纤维成为应用于高温环境下的一种非常具有前景的吸波发热材料。

现有技术中，微波发热吸收材料大多采用钛、铍等贵重金属的氧化物，由于其制备成本高，很难在民用产品领域获得广泛应用；虽然现有技术中也存在以碳化硅为基体的吸波发热结构体，但由于各组分配方不同，所达到的制热效果还不够理想，在制热的速度以及能量的转换效率方面都存在不足，不利于推广。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服已有技术之缺陷，提供一种微波碳化硅陶瓷发热体，它能够在微波作用下快速、稳定地释放出大量热量，并具有热稳定性能好、成本低的特点。

本发明所述技术问题是以下述技术方案实现的：

一种微波碳化硅陶瓷发热体，所述陶瓷发热体是由吸波陶瓷粉料和粘结剂混合后加压成型并烧结而成；所述吸波陶瓷粉料包括以重量百分计的碳化硅68％～73％、三氧化二铝1％～5％、氧化锆1％～6％、四氧化三铁18％～23％、二氧化铪1％～6％、二氧化硅1％～6％、三氧化二钇1％～5％、三氧化二镧2％～5％。

上述微波碳化硅陶瓷发热体，所述粘结剂为耐高温胶水，耐高温胶水的加入量是吸波陶瓷粉料质量的4％～8％。

上述微波碳化硅陶瓷发热体，所述吸波陶瓷粉料包括以重量百分计的碳化硅73％、三氧化二铝1％、氧化锆1％、四氧化三铁20％、二氧化铪1％、二氧化硅1％、三氧化二钇1％、三氧化二镧2％。

上述微波碳化硅陶瓷发热体，所述陶瓷发热体为圆柱体或长方体，陶瓷发热体内部分布若干通孔，所述通孔的总面积占陶瓷发热体横截面面积的70％～85％。

上述微波碳化硅陶瓷发热体，所述通孔的横截面为方形或圆形，各相邻通孔之间的壁厚为0.2～3.0mm；。

一种如上述微波碳化硅陶瓷发热体的制备方法，包括如下步骤：

a、原料制备：按比例称取吸波陶瓷粉料中的各组分，并将各组分加入到雷蒙磨中研磨粉碎至1000目粉料，然后将得到的粉料加入粘结剂，放入离心搅拌机中，搅拌混合0.5～1h，得到混合均匀的吸波陶瓷原料；

b、压制成型：将步骤a所得的吸波陶瓷原料在模具中压制成型，成型压力为25～50MPa，稳压时间持续1.5～2.5min，得到陶瓷坯体；

c、定型烘干：将步骤b所得的陶瓷坯体静置不小于24小时凝固成型，静置后采用微波烘干，烘干环境温度为90℃-100℃；

d、烧结：将步骤c所得的烘干后的陶瓷坯体装入窑炉中，炉内温度升温至1300℃～1500℃后停止加热，随炉降温36h后得到陶瓷发热体。

上述微波碳化硅陶瓷发热体的制备方法，所述步骤b中成型的压力为25～50MPa，稳压时间持续1.5～2.5min。

上述微波碳化硅陶瓷发热体的制备方法，所述步骤d中陶瓷坯体由还原性气氛保护在窑炉中烧结。