[发明专利]凝胶注模成型米级碳化硅陶瓷素坯无阻力干燥装置及方法

说明书

本发明公开一种凝胶注模成型米级碳化硅陶瓷素坯无阻力干燥方法及装置，方法包括：提供干燥工装，包括面板、外框和背部支撑板；将干燥工装与碳化硅陶瓷素坯进行装配，两者之间用硅胶填充；利用干燥工装将碳化硅陶瓷素坯干燥过程中放置于底面的部分翻转置于上方，拆除背部支撑板，取下碳化硅陶瓷素坯与背部支撑板之间的硅胶；重新安装背部支撑板，将万向球固定至背部支撑板上，调节高度使其与碳化硅陶瓷素坯接触，并施加预紧力；利用干燥工装将碳化硅陶瓷素坯干燥过程放置于底面的部分翻转置于下方，让所有万向球均匀承受碳化硅陶瓷素坯重力；拆除面板；将外框、背部支撑板和碳化硅陶瓷素坯吊入干燥液中，对碳化硅陶瓷素坯进行干燥。

技术领域

本发明属于陶瓷干燥技术领域，具体涉及米级以上复杂形状碳化硅陶瓷湿坯的无阻力干燥装置及方法。

背景技术

凝胶注模成型(gelcasting)工艺是目前世界上最先进的精细陶瓷成型技术，采用该方法能够实现大尺寸复杂形状陶瓷素坯制备。但采用该技术获得的陶瓷湿坯含水量较多(≥30％)，均匀缓慢的排水过程难度较大，虽然凝胶注模成型陶瓷湿坯的干燥过程收缩较小(＜1％)，但是对于米级以上复杂形状陶瓷湿坯而言，其尺寸变化也达到了厘米量级。同时由于大口径陶瓷素坯自重较大，增加了湿坯与支撑组件之间的摩擦力，限制了干燥过程湿坯的自由收缩，因此湿坯干燥一直是gelcasting方法制备大尺寸复杂形状陶瓷素坯的技术瓶颈。本发明提出一种碳化硅陶瓷素坯的无阻力干燥装置及方法，结合发明的凝胶注模成型大尺寸复杂形状碳化硅陶瓷素坯的干燥工艺，解决了口径3米级以上量级碳化硅陶瓷素坯的无裂纹干燥问题。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的缺陷，提供一种凝胶注模成型米级碳化硅陶瓷素坯无阻力干燥方法及装置。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：提供一种凝胶注模成型米级碳化硅陶瓷素坯无阻力干燥方法，包括如下步骤：

步骤1、根据碳化硅陶瓷素坯外形尺寸和背部轻量化结构设计干燥工装，包括面板、外框和背部支撑板；

步骤2、将干燥工装与碳化硅陶瓷素坯进行装配，两者之间用硅胶填充；

步骤3、利用干燥工装将碳化硅陶瓷素坯干燥过程中放置于底面的部分翻转置于上方，拆除背部支撑板，取下碳化硅陶瓷素坯与背部支撑板之间的硅胶；

步骤4、重新安装背部支撑板，将万向球固定至背部支撑板上，调节高度使其与碳化硅陶瓷素坯接触，并施加预紧力；

步骤5、利用干燥工装将碳化硅陶瓷素坯干燥过程放置于底面的部分翻转置于下方，让所有万向球均匀承受碳化硅陶瓷素坯重力；

步骤6、拆除面板；

步骤7、将外框、背部支撑板和碳化硅陶瓷素坯吊入干燥液中，对碳化硅陶瓷素坯进行干燥。

所述碳化硅陶瓷素坯是φ3m碳化硅陶瓷素坯。

步骤4中，将万向球固定于背部支撑板上时，万向球的位置和数量是根据碳化硅陶瓷素坯的尺寸、背部结构和重量预先设计和制作。

步骤4中，用力矩扳手分别调节各万向球对碳化硅陶瓷素坯背板的预紧力，使单点受力不大于2MPa。

完成干燥后对碳化硅陶瓷素坯进行X射线无损检测，判断无裂纹等缺陷即可获得优质素坯。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：提供一种凝胶注模成型米级碳化硅陶瓷素坯无阻力干燥装置，包括：

根据碳化硅陶瓷素坯外形尺寸和背部轻量化结构设计的干燥工装，包括面板、外框和背部支撑板；

干燥工装与碳化硅陶瓷素坯进行装配，两者之间用硅胶填充；