[发明专利]复合陶瓷基高温过滤膜片的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合陶瓷基高温过滤膜片的制备方法，属于过滤材料技术领域。

背景技术

应用于冶金、铸造行业金属熔融物过滤的多孔陶瓷过滤片是一种使用特殊工艺制作的，具有多孔结构的陶瓷制品。其具有化学性能稳定、强度高、耐高温、抗热震性好、比表面积大等诸多优点，被广泛用于冶金、铸造、环保等领域。对于材料的具体要求有：

1、具有较大的金属流率，且流率稳定。

2、较高的高温工作强度，良好的抗热震性以及抗金属液流冲击能力。

目前应用的材料主要有莫来石、氧化铈稳定氧化锆、SiC、BN等材料，尽管这些材料制备的多孔陶瓷过滤片的抗热震性能可以满足要求，但是都还存在着各种各样的缺陷，比如氧化铈稳定氧化锆的多孔陶瓷过滤片强度较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种复合基高温陶瓷过滤膜片的制备方法。所述的复合基高温陶瓷过滤膜片具有较大的金属流率，且流率稳定。且较高的高温工作强度，良好的抗热震性以及抗金属液流冲刷能力。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种复合陶瓷基高温过滤膜片的制备方法，其包括如下步骤：

将主晶相材料与次晶相材料在去离子水中进行球磨后，制备成能生成气孔的浆料；

通过凝胶-注模成型方法将所述浆料制成坯料；

将所述坯料经过气压烧结，得到所述复合陶瓷基高温过滤膜片；

其中，所述主晶相材料为硅铝氧氮聚合材料，所述次晶相材料为碳化硅、二氧化锆和氮化硼的混合物。

作为优选方案，所述硅铝氧氮聚合材料为O-SiAlON。

作为优选方案，所述主晶相材料与次晶相材料的重量比为(80～99)：(1～20)。

作为优选方案，所述球磨过程中，控制主晶相材料与次晶相材料的总重量与去离子水的重量比为1:(0.5～2)。

作为优选方案，所述浆料中包含有造孔剂和/或起泡剂。

作为优选方案，所述造孔剂选自聚苯乙烯塑料颗粒、石墨中的至少一种。

作为优选方案，所述起泡剂选自松香、羟基化合物类、醚类、醚醇类、吡啶类和酮类中的至少一种。

作为优选方案，所述凝胶-注模成型方法的加热温度为40～60℃。

作为优选方案，所述常压烧结中，烧结助剂为氟化锂、氟化钠中的至少一种；烧结温度为1300～1800℃。

本发明采用SiAlON(又称Sialon)为主晶相制备的复合陶瓷基高温过滤片是一种新型的泡沫状多孔陶瓷材料，可以有效地避免强度低等缺陷，更好地满足工况要求。

Sialon是由Si、Al、O、N四种元素的合成，作为一种陶瓷材料，它实际上是Si₃N₄中Si、N原子被Al和O原子置换所形成的一大类固溶体的总称。

Sialon陶瓷的主要类别有β-sialon、α-sialon、O-sialon三种，尤以前两种最为常见。

其中O-sialon是Si₂N₂O与Al₂O₃形成的固溶体，它的化学式可表示为Si₂-ZAlZO_1+ZN_2-Z。O-sialon材料有很好的抗氧化性能与抗熔融有色金属浸蚀的能力。

以O-SiAlON为主晶相的复合材料，如O-SiAlON复合SiC、ZrO₂、BN等材料综合了各相材料的优点，尤其在高温条件下其特点更为突出。同时这种复合陶瓷基材料的耐高温、抗氧化、强度高、硬度大、抗热震性和高温抗浸蚀等性能优良因而使用寿命长。

本发明采用O-SiAlON作为主晶相，通过复合SiC、ZrO₂、BN等材料，采用添加造孔剂、无压烧结的方法，制备泡沫状复合基高温陶瓷过滤膜片，实现了金属熔体的过滤。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、采用SiAlON为主晶相的复合基高温陶瓷过滤膜片和目前的其他陶瓷材料过滤片相比，具有更好的化学稳定性能、强度高、耐高温、抗热震性好、等诸多优点，可以广泛用于冶金、铸造、环保等领域；

2、本发明方法工艺简单、环保，适于大规模工业化生产。

具体实施方式