[发明专利]一种管式陶瓷支撑体烧结变形的控制方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及无机陶瓷膜制备领域，尤其涉及一种管式陶瓷支撑体烧结变形的控制方法及应用，主要解决陶瓷支撑体在制备过程中变形问题。

背景技术

管式陶瓷支撑体作为管式陶瓷膜的基膜，对陶瓷膜主要起到机械支撑作用。陶瓷支撑体主要通过成型及高温烧结过程形成。管式陶瓷支撑体在制备过程中易产生各类变形缺陷，导致其成品率不高。如坯体晾干过程中的失圆，坯体烧结过程中的弯曲变形等。失圆变形最终会导致陶瓷膜密封结构的问题，弯曲变形导致陶瓷支撑体刚度和稳定性的降低，使用过程中易断裂。

目前控制陶瓷支撑体变形的方法主要集中于配方调配控制、坯体干燥过程的控制、烧结升降温过程的控制以及配料均匀性的控制等，但这些控制方法对支撑体的变形控制均有一定的局限性。

有鉴于此，研发设计出一种可避免上述弊端的管式陶瓷支撑体烧结变形的控制方法是无机膜制备领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的：提供一种管式陶瓷支撑体烧结变形的控制方法，主要是陶瓷粉料预烧结与挤出模具的优化设计，控制管式支撑体圆度与收缩变形。具体内容包括以下方面。

为实现上述目的，在第一方面，本发明提供了一种管式陶瓷支撑体烧结变形的控制方法，该方法包括如下步骤：

1)将用于支撑体制备的陶瓷粉料进行预烧结；

2)将步骤1)中预烧结后的粉料进行研磨处理；

3)将步骤2)中研磨处理后的粉料经配料、练泥、挤出成型、烘干、烧结制得陶瓷支撑体，其中，所述挤出成型采用挤出通道为椭圆型结构的挤出模具。

优选地，所述步骤1)中陶瓷粉料预烧结温度比步骤3)中支撑体烧结温度低0-500℃。

优选地，所述步骤3)中挤出模具挤出通道的长轴尺寸为目标支撑体外径尺寸的1.02-1.05倍，短轴尺寸为目标支撑体外径尺寸的0.95-0.98倍。

优选地，所述步骤3)中在挤出成型步骤后、烘干步骤前还包括对挤出成型后的坯体进行保湿处理。

进一步优选地，所述挤出成型后的坯体在温度为15-50℃、湿度为60％-90％的环境中保湿5-24h。

进一步优选地，所述挤出成型后的坯体以椭圆截面的短轴与水平面平行的方式进行保湿。

优选地，所述挤出模具采用单通道或多通道结构。

优选地，所述陶瓷粉料为商品化陶瓷粉料，包括白刚玉、高岭土、α-Al₂O₃粉、莫来石中的一种或两种以上的组合。

在第二方面，本发明提供了根据上述管式陶瓷支撑体烧结变形的控制方法所制备的管式陶瓷支撑体在制备管式陶瓷模中的应用。

本发明的有益效果：通过陶瓷粉料的预烧结，粉料颗粒先完成收缩，从而有效减小支撑体烧结过程中的收缩。然后通过挤出模具的优化，利用椭圆形截面抵抗坯体晾干过程中的重力沉降变形，变形后支撑体截面成正圆形，有利于最终制备的陶瓷膜在使用过程中的密封。本发明方法工艺简单经济，本发明制备的支撑体弯曲变形可减少5-10％，批次产品的直度不合格率降低80％以上，圆度不合格率降低30％以上。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种管式陶瓷支撑体烧结变形的控制方法的流程图。

图2为本发明实施例提供的用于制备支撑体的挤出模具结构示意图；

图3为本发明实施例2制备的支撑体结构示意图；

图4为本发明对照例2制备的支撑体结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面将结合发明实施例中的附图，对发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于发明保护的范围。

图1为本发明实施例提供的一种管式陶瓷支撑体烧结变形的控制方法的流程图。

如图1所示，本发明实施例提供了一种管式陶瓷支撑体烧结变形的控制方法。该方法包括以下步骤：